DE102004036037A1 - Kraftfahrzeug - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem wassergekühlten Verbrennungsmotor, einem das Kühlwasser kühlenden Kühler, der vom Luftstrom eines Kühlergebläses durchströmt ist, sowie mit einem Luftkompressor und mit einer an dessen Druckluftauslass angeschlossenen Druckluftleitung. Zur Erzielung einer effizienten Kühlung der den Luftkompressor verlassenden Druckluft, die wenig Bauteile benötigt und sich bauraumsparend unterbringen lässt, ist die Druckluftleitung so ausgeführt, dass sie zumindest abschnittsweise dem Luftstrom des Kühlergebläses ausgesetzt ist.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
• Insbesondere Nutzfahrzeuge haben einen großen Druckluftbedarf zum Betreiben verschiedener Aggregate, der durch Luftkompressoren gedeckt wird. Die Druckluft am Ausgang eines Luftkompressors ist heiß und kann beispielhaft eine Temperatur bis zu 200°C aufweisen. Da die mit der Druckluft beaufschlagten Druckluftaggregate, wie Trockner, Druckluftspeicher, Regler oder Schaltgeräte, durch solche hohe Temperaturen geschädigt oder zerstört werden – beispielhaft bietet ein Trockengranulat im Trockner nur bei einer Drucklufttemperatur unterhalb 60°C eine adäquate Lebensdauer -, wird die den Luftkompressor verlassende Druckluft üblicherweise stark heruntergekühlt.
• Bei einer bekannten Vorrichtung zur Kühlung der Druckluft in einem Nutzfahrzeug ( DE 100 34 480 A1 ) erfolgt die Kühlung der Druckluft in einer in der Druckluftleitung ausgebildeten Kühlwendel, die im Ansaugluftstrom des Verbrennungsmotors angeordnet ist. Hierzu ist die aus einem Metallrohr bestehende Kühlwendel in einem stromabwärts eines Ansaugdämpfers ausgebildeten erweiterten Bereichs eines an der Fahrerhausrückwand angebrachten Luftansaugkanals untergebracht.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Kraftfahrzeug mit Druckluftanlage eine effiziente Kühlung der den Luftkompressor verlassenden Druckluft sicherzustellen, die wenige Bauteile benötigt und sich bauraumsparend unterbringen lässt.
• Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
• Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug hat den Vorteil, dass durch die zumindest abschnittweise Führung der Druckluftleitung in der Gebläseluft für den Kühler des Verbrennungsmotors keine zusätzlichen Kühlelemente, wie Kühlwendel u. ä., erforderlich sind. Die Druckluftkühlung ist wenig komplex und einfach ausgelegt, so dass sie recht zuverlässig arbeitet und kaum störanfällig ist. Die erforderliche Kühlleistung wird durch die Länge des der Gebläseluft ausgesetzten Leitungsabschnitts bestimmt. Ist zudem noch gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung der dem Luftstrom ausgesetzte Leitungsabschnitt zwischen Kühler und Kühlergebläse angeordnet, so wird der dort ohnehin vorhandene Bauraum zweckmäßig genutzt, so dass die Druckluftkühlung bauraumoptimiert ist und keinen zusätzlichen Einbauplatz im Motorraum des Kraftfahrzeugs verlangt. Da nur eine beschränkte Anzahl von standardisierten Kühlern bei einer Vielzahl von unterschiedlichen Motorvarianten eingesetzt wird, kann auch die Druckluftkühlung auf wenige Varianten beschränkt werden, so dass sich aufgrund der geringen Varianz der Druckluftkühlung von Motortyp zu Motortyp und recht wenigen Bauteilen sehr niedrige Fertigungskosten ergeben.
• Vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs mit zweckmäßigen Weiterbildungen und Ausgestaltun gen der Erfindung sind in den weiteren Patentansprüchen angegeben.
• Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der dem Luftstrom ausgesetzte Leitungsabschnitt der Druckluftleitung zwischen Kühler und Kühlergebläse angeordnet.
• Hierzu ist in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung der Luftstrom zwischen Kühler und Kühlergebläse in einem einen Luftkanal ausbildenden Lüfterstutzen geführt und der Leitungsabschnitt innerhalb des Luftstroms, vorzugsweise als nahezu geschlossene Schleife, verlegt, wobei die Schleifenebene im wesentlichen quer zum Luftstrom ausgerichtet ist. Vorteilhaft ist dabei die Schleifenform an die Kontur der dem Kühler zugekehrten Öffnung des Lüfterstutzens angepasst und am Lüfterstutzen z.B. durch Klipse befestigt oder alternativ in die Wand des Lüfterstutzens integriert. Diese konstruktiven Maßnahmen haben den Vorteil, dass eine sehr große Leitungslänge der Druckluftleitung dem Luftstrom des Kühlergebläses ausgesetzt werden kann und dennoch ein dadurch bedingter Strömungswiderstand im Luftstrom sehr klein bleibt. Des weiteren wird eine Komplettbaueinheit des Kühlergebläses mit bereits verlegtem Leitungsabschnitt gewonnen, der nach Montage lediglich noch an die Druckluftleitung angeschlossen werden muss.
• Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Leitungsabschnitt an jedem seiner beiden Abschnittenden über einen flexiblen Leitungsabschnitt in die Druckluftleitung eingekoppelt. Diese als Rohrstücke ausgeführten flexiblen Leitungsabschnitte sorgen für eine mechanische Schwingungsentkopplung des schleifenförmigen Leitungsabschnittes von der übrigen Druckluftleitung.
• Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
• 1 eine schematisierte Darstellung eines wassergekühlten Verbrennungsmotors mit Kühler und Kühlergebläse sowie mit einer Druckluftversorgungseinheit für ein Kraftfahrzeug,
• 2 eine Draufsicht in Richtung Peil II in 1 einer konstruktiven Ausführung des Kühlergebläses.
• In 1 ist ein wassergekühlter Verbrennungsmotor 10 eines Kraftfahrzeugs dargestellt, dessen Kühlwasser in bekannter Weise in einem Kühler 11 rückgekühlt wird, der vom Luftstrom eines Kühlergebläses 12 durchströmt ist. Während der Verbrennungsmotor 10 als Block schematisch dargestellt ist, ist der Kühler 11 mit daran befestigtem Kühlergebläse 12 vereinfacht in perspektivischer Darstellung wiedergegeben. Das Kühlergebläse 12 weist ein von einem nicht dargestellten Elektromotor angetriebenes Lüfterrad 13 auf, das in einem Lüfterstutzen 14, auch Lüfterhutze genannt, aufgenommen ist, der einen den Luftstrom zwischen Kühler 11 und Kühlergebläse 12 führenden Luftkanal ausbildet. Der Lüfterstutzen 14 ist auf der in Luftströmungsrichtung hinteren Seite des Kühlers 11 befestigt und umschließt die Luftdurchtrittsfläche des Kühlers 11. Das durch den Verbrennungsmotor 10 ausgeheizte Kühlwasser ist in bekannter Weise in einem Kühlwasserkreislauf über eine Vorlaufleitung 15 in den Kühler 11 und über eine Rücklaufleitung 16 wieder zurück zum Verbrennungsmotor 10 geführt. Im dem einen Wärmetauscher darstellenden Kühler 11 gibt das heiße Kühlwasser Wärme an den Gebläseluftstrom ab.
• Das Kraftfahrzeug verfügt über eine Druckluftversorgungseinheit 17 die einen Luftkompressor 18 und ein Druckluft-Steuergerät 19 aufweist, über das verschiedene Druckluftaggregate, insbesondere das Bremssystem des Kraftfahrzeugs, mit Druckluft aus dem Luftkompressor 18 versorgt werden können. Üblicherweise sind in der Druckluftversorgungseinheit 17 noch ein Lufttrockner und ein Luftspeicher vorhanden, die in dem Druckluft-Steuergerät 19 integriert sein können. Der Drucklufteingang des Druckluft-Steuergeräts 19 ist mit dem Druckluftauslass des Luftkompressors 18 über eine Druckluftleitung 20 verbunden.
• Die aus dem Luftkompressor 18 austretende Luft hat eine sehr hohe Temperatur, die in dem Druckluft-Steuergerät 19 und in weiteren Druckluftaggregaten zu Schädigungen oder Zerstörungen führen würde. Daher wird die Druckluft vor Eintritt in das Druckluft-Steuergerät 19 auf eine akzeptable Temperatur von beispielsweise 60°C heruntergekühlt. Dies erfolgt dadurch, dass mindestens ein Leitungsabschnitt 201 der Druckluftleitung 20 dem Luftstrom des Kühlergebläses 12 ausgesetzt ist. Um eine möglichst große Leitungslänge der Druckluftleitung dem Luftstrom auszusetzen, ist dieser Leitungsabschnitt 201 als eine nahezu geschlossene Schleife ausgeführt, wobei die Schleifenebene im wesentlichen quer zum Luftstrom des Kühlergebläses 12 ausgerichtet ist.
• Im Ausführungsbeispiel der 1 und 2 ist der schleifenförmige Leitungsabschnitt 201 in dem vom Lüfterstutzen 14 zwischen Kühler 11 und Kühlergebläse 12 ausgebildeten Luftkanal angeordnet und innerhalb des Lüfterstutzens 14 stromaufwärts des Lüfterrads 13 verlegt, wobei die Schleifenform des schleifenförmigen Leitungsabschnitts 201 der Kontur der dem Kühler 11 zugekehrten Öffnung des Lüfterstutzens 14 angepasst ist. In 1 ist der schleifenförmige Leitungsabschnitt 201 strichpunktiert angedeutet, während er in der perspektivischen Draufsicht der 2 in konstruktiver Realisierung dargestellt ist. Die beiden Enden des schleifenförmigen Leitungsabschnitts 201 sind über flexible Leitungsabschnitte 202 in die Druckluftleitung 20 eingekoppelt. Die flexiblen Leitungsabschnitte 202 in Form von flexiblen Rohrstücken, die über Rohrmuffen 21 mit der Druckluftleitung 20 verbunden sind, ermöglichen einen Schwingungsausgleich zwischen der Baueinheit aus Kühler 11 und Kühlergebläse 12 und der üblicherweise am Verbrennungsmotor 10 festgelegten Druckluftleitung 20.
• Der schleifenförmige Leitungsabschnitt 201 ist in dem Lüfterstutzen 14 befestigt, was beispielsweise mittels Klipse vorgenommen werden kann, die in entsprechende Ausnehmungen in der Stutzenwand des Lüfterstutzens 14 eingedrückt werden. Alternativ kann der schleifenförmige Leitungsabschnitt 201 aber auch in die Stutzenwand selbst integriert werden.

Claims (8)

1. Kraftfahrzeug mit einem wassergekühlten Verbrennungsmotor (10) mit einem das Kühlwasser kühlenden Kühler (11), der vom Luftstrom eines Kühlergebläses (12) durchströmt ist, mit einem Luftkompressor (18) und mit einer an dessen Druckluftauslass angeschlossenen Druckluftleitung (20), dadurch gekennzeichnet, dass die Druckluftleitung (20) zumindest abschnittweise im Luftstrom des Kühlergebläses (12) verläuft.
2. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftkompressor (18) für die Druckluftversorgung von Druckluftaggregaten, vorzugsweise des Bremssystems, des Kraftfahrzeugs ausgebildet ist.
3. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der dem Luftstrom ausgesetzte Leitungsabschnitt (201) zwischen Kühler (11) und Kühlergebläse (12) angeordnet ist.
4. Kraftfahrzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftstrom zwischen Kühler (11) und Kühlergebläse (12) in einem einen Luftkanal ausbildenden Lüfterstutzen (14) geführt ist und dass der Leitungsabschnitt (201) der Druckluftleitung (20) innerhalb des Luftkanals verlegt ist.
5. Kraftfahrzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Leitungsabschnitt (201) am Lüfterstutzen (14) befestigt ist.
6. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 3 – 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Leitungsabschnitt (201) an jedem Ende über einen flexiblen Leitungsabschnitt (202) in die Druckluftleitung (20) eingekoppelt ist.
7. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 3 – 6, dadurch gekennzeichnet, dass der dem Luftstrom ausgesetzte Leitungsabschnitt (201) in einer nahezu geschlossenen Schleife verlegt ist und dass die Schleifenebene im wesentlichen quer zum Luftstrom ausgerichtet ist.
8. Kraftfahrzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifenform des Leitungsabschnitts (201) an die Kontur der den Kühler (11) zugekehrten Öffnung des Lüfterstutzens (14) angepasst ist.