DE102008021259A1

DE102008021259A1 - Kraftfahrzeug mit einer Stirnwand

Info

Publication number: DE102008021259A1
Application number: DE200810021259
Authority: DE
Inventors: Roland König
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2008-04-29
Filing date: 2008-04-29
Publication date: 2009-11-05

Abstract

Es ist allgemein bekannt, einen Luftstrom gezielt durch einen Motorraum eines Kraftfahrzeugs zu leiten, um entweder eine Brennkraftmaschine direkt zu kühlen oder um über einen Wärmetauscher die Brennkraftmaschine zu kühlen. Der so erwärmte Luftstrom tritt hauptsächlich auf der Fahrzeugunterseite wieder aus dem Motorraum aus. Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kraftfahrzeug so zu gestalten, dass eine Stirnwand der Karosserie des Kraftfahrzeugs sich nicht durch eine Wärmequelle in einem Motorraum stark aufheizen kann. Erfindungsgemäß ist im mittleren Bereich vor einer Windschutzscheibe (10) eine Einlassöffnung (5) in einer Motorhaube (11) vorgesehen, die den Motorraum (1) auf der Oberseite begrenzt. Während der Fahrt wird durch die Einlassöffnung (5) eintretende Umgebungsluft im Motorraum (1) über die Wärmequelle (4) zu zumindest einer seitlichen Auslassöffnung (8) in der Motorhaube (1) im Bereich nahe bei einer A-Säule (9) der Karosserie des Kraftfahrzeugs geleitet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer Stirnwand nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Es ist allgemein bekannt, einen Luftstrom gezielt durch einen Motorraum eines Kraftfahrzeugs zu leiten, um entweder eine Brennkraftmaschine direkt zu kühlen, oder um über einen Wärmetauscher die Brennkraftmaschine zu kühlen. Der so erwärmte Luftstrom tritt hauptsächlich auf der Fahrzeugunterseite wieder aus dem Motorraum aus. Er trifft aber zumindest teilweise auch auf eine Stirnwand der Karosserie des Kraftfahrzeugs, die den Motorraum von der Fahrgastzelle abtrennt. Um zu vermeiden, dass sich die Stirnwand zu sehr erhitzt, ist auf der Stirnwand meist eine Wärmeisolierung angebracht.
Viele der heutigen Kraftfahrzeuge weisen zudem einen Katalysator auf, der ebenfalls viel Abwärme erzeugt. Bei manchen Brennkraftmaschinen mit einer V-förmigen Anordnung der einzelnen Zylinder der Brennkraftmaschine ist der Katalysator zusammen mit mindestens einem Abgasturbolader in dem Bereich zwischen den V-förmig angeordneten Zylindern untergebracht. Eine solche Brennkraftmaschine ist beispielsweise in der US 2004/0177837 A1 offenbart. Dadurch entsteht im oberen Bereich des Motorraums deutlich mehr Wärme als bei einem herkömmlich angeordneten Katalysator, der deutlich tiefer sitzt. Diese Wärme führt dazu, dass der Luftstrom durch den Motorraum die Stirnwand deutlich mehr aufwärmt, als bei einem tiefer angeordneten Katalysator.
Aus der DE 24 26-826 A1 ist es bekannt, den Luftstrom durch den Motorraum durch eine vor einer Windschutzscheibe angeordnete Ausströmklappe gezielt über die Windschutzscheibe zum Enteisen leiten zu können.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kraftfahrzeug so zu gestalten, dass eine Stirnwand der Karosserie des Kraftfahrzeugs sich nicht durch eine Wärmequelle in einem Motorraum stark aufheizen kann.
Diese Aufgabe wird mit einem Kraftfahrzeug mit einer Stirnwand mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Erfindungsgemäß ist im mittleren Bereich vor einer Windschutzscheibe eine Einlassöffnung in einer Motorhaube vorgesehen ist, die den Motorraum auf der Oberseite begrenzt. Während der Fahrt wird durch die Einlassöffnung eintretende Umgebungsluft im Motorraum über die Wärmequelle zu zumindest einer seitlichen Auslassöffnung in der Motorhaube im Bereich einer A-Säule der Karosserie des Kraftfahrzeugs geleitet. Dabei wird der Umstand genutzt, dass sich im mittleren Bereich vor einer Windschutzscheibe während der Fahrt ein Überdruckgebiet bildet, während sich seitlich in den Bereichen nahe bei einer A-Säule ein Unterdruckgebiet bildet. Durch die Anordnung der Einlassöffnung in diesem Überdruckgebiet und der zumindest einen Auslassöffnung in diesem Unterdruckgebiet entsteht ein Luftstrom, der die Wärmequelle umströmt und so die Wärme abführt. Bevorzugt wird die Umgebungsluft im Motorraum zumindest teilweise durch einen Kanal geleitet, sodass sie die Wärmequelle möglichst gut umströmt. Der Kanal kann – verursacht durch Bauraumzwänge – auch nur bruchstückhaft ausgeführt sein. Günstigerweise sind beidseitig im Bereich der A-Säulen Auslassöffnungen vorgesehen.
Durch die Umströmung der Wärmequelle mit Umgebungsluft wird die entstandene Wärme zumindest teilweise abgeführt, sodass ein geringerer Wärmeeintrag in die umgebenden Bauteile erfolgt. Entsprechend erhitzt sich auch die Stirnwand der Karosserie des Kraftfahrzeugs weniger als bei einem Kraftfahrzeug ohne die erfindungsgemäße Kühlung der Wärmequelle mit Umgebungsluft. Somit ist beispielsweise auch bei einer Wärmequelle, wie bei einer Brennkraftmaschine mit einer V-förmigen Zylinderanordnung, bei der die Abgasturbolader und Katalysatoren im Bereich zwischen den Zylindern angeordnet sind, der Wärmeabtransport so hoch, dass auf eine Vergrößerung der Klimaanlage wegen des Wärmeeintrags verzichtet werden kann. Die Stirnwand erhitzt sich nicht mehr so stark, dass derartige Maßnahmen erforderlich wären. Auch kann der Wärmeeintrag in andere Bauteile so klein gehalten werden, dass bestimmte Grenztemperaturen, wie sie insbesondere bei Aluminiumstrukturen aus Gründen der Lebensdauer eingehalten werden müssen, sicher nicht überschritten werden. Im Gegensatz zu anderen Kühlmaßnahmen ist nicht zwingend der Einsatz einer Kühlvorrichtung mit bewegten Bauteilen, wie beispielsweise der Einsatz eines Lüfters, erforderlich, sodass die erfindungsgemäße Kühlung keinem Verschleiß unterliegt. Bevorzugt ist die Wärmequelle isoliert. Dadurch reduziert sich der Wärmeeintrag in die umgebenden Bauteile erheblich. Die Wärmemenge, die durch die Umgebungsluft abtransportiert werden muss, verringert sich.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, anhand dessen die Erfindung im Folgenden näher beschrieben wird. Die einige Figur zeigt in schematischer Darstellungsweise eine perspektivische Ansicht eines Kraftfahrzeugs.
In der Figur ist ein Kraftfahrzeug dargestellt, das einen Motorraum 1 und – in Fahrtrichtung gesehen – dahinter einen Fahrgastraum 2 aufweist, die durch eine Stirnwand voneinander getrennt sind. Im Motorraum 1 ist eine Brennkraftmaschine mit daran angebrachten Abgasturboladern und Katalysatoren als Wärmequelle 4 angeordnet. Auf der Oberseite ist der Motorraum 1 durch eine Motorhaube 11 begrenzt. In Fahrzeugquerrichtung gesehen mittig vor einer Windschutzscheibe 10 befindet sich in der Motorhaube 11 eine Einlassöffnung 5 eines Kanals 6. Der Kanal 6 umschließt zumindest den oberen, besonders warmen Bereich der Wärmequelle 4. Dahinter gabelt sich der Kanal 6 in zwei Abluftkanäle 7 auf, die jeweils in eine Auslassöffnung 8 in der Motorhaube 11 im Bereich nahe bei einer A-Säule 9 der Karosserie des Kraftfahrzeugs münden.
In dem Bereich oberhalb der Einlassöffnung 5 vor der Windschutzscheibe 10 entsteht während der Fahrt des Kraftfahrzeugs ein Überdruckgebiet D. Dadurch wird Umgebungsluft in die Einlassöffnung 5 hineingedrückt. In den Bereichen oberhalb der Auslassöffnungen 8 mehr zur Fahrzeugseite hin dagegen entstehen während der Fahrt des Kraftfahrzeugs jeweils Unterdruckgebiete U. Dadurch strömt während der Fahrt Umgebungsluft durch die Einlassöffnung 5, durch den Kanal 6 und über die Wärmequelle 4, durch die beiden Abluftkanäle 7 und durch die Auslassöffnungen 8 wieder nach außen über die Fahrzeugseite weg. Dabei transportiert der Luftstrom größere Wärmemengen der Wärmequelle 4 ab, sodass die Abwärme der Wärmequelle 4 nicht mehr die umgebenden Bauteile so stark aufheizt. Zusätzlich ist die Wärmequelle 4 isoliert, sodass der Wärmeeintrag auf die umgebenden Bauteile reduziert ist, da die Abstrahlung der Abwärme nicht ungehindert erfolgen kann. Eine unerwünscht hohe Aufheizung des Fahrgastraums 2 aufgrund einer stark erwärmten Stirnwand kann so vermieden werden.
Die Einlassöffnung 5 und die Auslassöffnungen 8 sind jeweils mit einem Lüftungsgitter abgedeckt. Dadurch sind der Kanal 6 und die Abluftkanäle 7 nicht durch die Öffnungen 5 und 8 ungehindert einsehbar, sondern sind auf optisch ansprechende Weise verdeckt. Zusätzlich ist der Öffnungsquerschnitt der beiden Auslassöffnungen 8 jeweils mit einer Klappe regelbar ausgeführt. So können die Klappen die Auslassöffnungen 8 vollständig verschließen, was insbesondere unmittelbar nach dem Start der Brennkraftmaschine sinnvoll ist, damit diese schnell ihre Betriebstemperatur erreicht. Nach dem Erreichen der Betriebstemperatur werden die Klappen geöffnet, damit die Abwärme der Wärmequelle 4 die umgebenden Bauteile so wenig als möglich erwärmt. Die Regelung der Klappen erfolgt also in Abhängigkeit der Temperatur der Wärmequelle 4.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- US 2004/0177837 A1 [0003]
- DE 2426-826 A1 [0004]

Claims

Kraftfahrzeug mit einer Stirnwand, die einen Motorraum (1) von einem Fahrgastraum (2) abtrennt, wobei in dem Motorraum (1) zumindest eine Wärmequelle (4) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass in Fahrzeugquerrichtung gesehen im mittleren Bereich vor einer Windschutzscheibe (10) eine Einlassöffnung (5) in einer Motorhaube (11) vorgesehen ist, die den Motorraum (1) auf der Oberseite begrenzt, wobei während der Fahrt durch die Einlassöffnung (5) eintretende Umgebungsluft im Motorraum (1) über die Wärmequelle (4) zu zumindest einer seitlichen Auslassöffnung (8) in der Motorhaube (1) im Bereich einer A-Säule (9) der Karosserie des Kraftfahrzeugs geleitet wird.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beidseitig im Bereich der A-Säulen (9) Auslassöffnungen (8) vorgesehen sind.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Auslassöffnung (8) mit einem Lüftungsgitter abgedeckt ist.
Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Auslassöffnung (8) mittels einer Klappe regelbar ausgeführt ist.
Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umgebungsluft im Motorraum (1) zumindest teilweise durch einen Kanal (6, 7) geleitet wird, sodass sie die Wärmequelle (4) möglichst gut umströmt.
Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmequelle (4) isoliert ist.