DE2850579B2

DE2850579B2 - Kühlanlage für eine flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE2850579B2
Application number: DE2850579A
Authority: DE
Inventors: Kurt Dipl.-Ing. 7000 Stuttgart 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: 1981-03-12
Also published as: DE2850579A1; FR2442154B1; DE2850579C3; FR2442154A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Kühlanlage für eine flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug, mit einem Wärmetauscher, z. B. Frontkühler oder Ringkühler und diesem zugeordneten freilaufenden Radiallüfter im Motorraum, der die Kühlluft von der Stirnseite des Fahrzeugs durch den Wärmetauscher hindurch fördert, mit Luftleitmittel für die Führung der Kühlluft.

Es besteht allgemein die Forderung, den Geräuschpegel von Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen, gegenüber den heute zulässigen Werten um circa 1OdB(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 versucht, solche Laufräder in Verbindung mit einem konventionellen Frontkühler oder in Kombination mit einem Ringkühler einzusetzen (DE-OS 25 30 742 und 26 57 840), wobei die Kühlanlage in üblicher Weise im

ι ο Motorraum installiert werden soll.

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 (sogenannter Kurzschlußstrom). 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.

Ausgehend von einer Kühlanlage der eingangs definierten Art wird diese Aufgabe gemäß deErfindung dadurch gelöst, daß unterhalb des Radiallüfters bzw. des Ringkühlers und im Abstand von diesem ein Luftleitelement angeordnet ist, daß das Luftleitelement mindestens den größten Teil der axialen Erstreckung des Radiallüfters bzw. Ringkühlers überdeckt, daß die Erstreckung des Luftleitelements quer zur Fahrtrichtung mindestens 50% des Lüfterdurchmessers beträgt und daß das Luftleitelement an c'en Längsseiten nach oben abgebogen ist. um den nach unten austretenden Kühlluftanteil entgegen der Fahrtrichtung abzulenken.

Aus der CH-PS 2 12 966 ist zwar eine Einrichtung zur ölkühlung bei luftgekühlten Motoren in Motorfahrzeugen bekannt, bei der die Motorwelle ein von einem ölkühler umschlossenes Hilfsgebläse trägt, während der ölkühler seinerseits von einem kastenförmigen Mantel zur Ableitung der erwärmten Luit umgeben ist. Hierdurch soll die durch den ölkühler hindurchgegangene Luft außerhalb des Bereiches des den Hauptgebläsen des Motors zugeführten Luftstromes abgeleitet werden. Bei dieser bekannten Einrichtung soll somit die gesamte Kühlluft, die den ölkühler durchströmt hat und anschließend erwärmt ist, von einem zweiten Hauptkühlgebläse ferngehalten werden.

Ferner ist aus der DE-OS 26 17 133 ein Fahrzeug mit einer innerhalb einer Kapsel angeordneten Brennkraftmaschine bekannt, die ein von einem Ringkühler umschlossenes Kühlluft-Radialgebläse antreibt. Diese Kühlanlage befindet sich somit innerhalb der Kapsel, wobei die stirnseitig in die Kapsel eintretende Kühlluft von dem Radialgebläse durch den Ringkühler gedruckt wird, danach in den Zwischenraum zwischen Brennkraftmaschine und Kapsel strömt und schließlich durch einen das Getriebe umgebenen Tunnelabschnitt der Kapsel nach hinten abströmt. Da durch die Abkapselung der Brennkraftmaschine des bekannten Fahrzeugs eine Luftführung erhalten wird, bei der die Kühlluft durch

den Kardantunnel nach hinten abgeführt wird, ergibt sich das Problem eines Kurzschlußstroms nicht, da im vorderen Bereich kein Luftaustritt erfolgt. Bei der nach der Erfindung ausgebildeten Kühlanlage vird demgegenüber bei ein und demselben Kühlgebläse ein Kurzschlußstrom dadurch vermieden, daß nur der Anteil der aus dem Radiallüfter nach unten ausströmenden Kühlluft entgegen der Fahrtrichtung abgelenkt wird.

Diese erfindungsgemäße Strömungsab- und -umlenkung zur Brennkraftmaschine hin bewirkt gleichzeitig eine bessere Belüftung der Kurbelgehäusewanne, was sich auf die Kühlung günstig auswirkt.

Ferner dient das Luftleitelement gleichzeitig als Schutzvorrichtung für den Lüfter bzw. Kühler.

Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung enthalten die echten Unteransprüche.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnung näher erläutert Dabei zeigt

Fig.l die Strömungsverhältnisse bei einer Kombination zwischen einem Frontkühler und einem Radiallüfter der üblichen Art,

F i g. 2 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kühlanlage,

F i g. 3 den Schnitt gemäß der Linie A-Ader F i g. 2,

Fig.4 die Kombination eines Luftleitelements mit einem darüber angeordneten durchbelüfteten Wärmetauscher,

F i g. 5 ein Ausführungsbeispiel mit einem Ringkühler, F i g. 6 ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel, und

F i g. 7 ein kombiniertes Ausführungsbeispiel.

In der Zeichnung ist schematisch ein Lastkraftwagen 13 dargestellt. In einem Motorraum 12 mit einer (nicht dargestellten) Brennkraftmaschine ist ein Wärmetauscher, beispielsweise Frontkühler 5 in Verbindung mit einem zugehörigen Radiallüfter 1 dargestellt.

Fig.l zeige am Beispiel der Kombination eines Frontkühlers 5 mit einem Radiallüfter 1 die Strömungsverhälmisse ohne die erfindungsgemäße Luftleitvorrichtung. Nach Verlassen des Radiallüfters 1 teilt sich der nach unten gerichtete Kühlluftstrom bei niedrigei 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 Kühlerquerschnitt, so daß eine erheb'iche Minderleistung entsteht. Die Verhältnisse sind im Standbetrieb bzw. bei geringer Fahrgeschwindigkeit mit Rückenwind besonders ungünstig.

In F i g. 2 ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kühlanlage mit einem Frontkühler 5 und einem Radiallüfter 1 dargestellt. Dabei ist unterhalb des Radiallüfters 1 und im Abstand von diesem ein Luftleitelement 6 angeordnet Dadurch wird der nach unten austretende Kühlluftstrom 7 entgegen der Fahrtrichtung abgelenkt. Ein Wiederansaugen eines Teils der erwärmten Luft wird dadurch in vorteilhafter Weise mit Sicherheit 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 vCühlluftteilstroms 7 nach hinten wird bewirkt, daß die

ίο hohe kinetische Energie dieser Strömung eine Strahlijmkehr auch bei stärkerem Rückenwind verhindert.

In F i g. 3 ist ein schematischer Querschnitt gemäß der Linie A-B in F i g. 2 dargestellt. Dabei ist eine spezielle Ausbildung des Luftleitelements 6 vorgesehen, nämlich als wannenförmige Abdeckung, die sich mit seitlich hochgebogenen Rändern bis zu einem Fahrzeugrahmen 15 erstreckt. Als weitere Maßnahme ist die Beschichtung des Luftleitelements 6 mit einer Schicht aus schallabsorbierendem Material 14 gezeigt.

Aus F i g. 2 ist ersichtlich, daß das Luftleitelemen! 6 in vorteilhafter Weise den größten Teil der axialen Erstreckung des Radiallüfters 1 überdeckt. Aus F ι g. 3 hingegen ist ersichtlich, daß die Erstreckung des Luftleitelements 6 quer zur Fahrtrichtung mindestens

2> 50% des Lüfterdurchmessers beträgt.

In Fig.4 ist ein abgewandeltes Ausführung-beispiel dargestellt, bei dem das Luftleitelement 6 mit einem darüber angeordneten durchbelüfteten weiteren Wärmetauscher 8 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 10 durch das Leitblech 6 nach hinten geführt wird. Der durchbelüftete Wärmetauscher 8 kann beispielsweise als ölkühler Verwendung finden.

Gemäß einem noch weiteren Ausführungsbeispiel, das in F i g. 5 dargestellt ist, besteht die Kühlanlage aus einem Ringkühler 11, innerhalb dessen der Radiallüfter 1 angeordnet ist. Unterhalb des Ringkühlers 11 ist das Luftleitelement 6 angeordnet und erstreckt sich praktisch über die gesamte axiale Länge des Ringkühlers 11. Hinsichtlich der Strömung der Kühlluft ergehen sich im wesentlichen dieselben Verhältnisse, wie bei den anderen beschriebenen Ausführungsbeispielen.

Nach einem anderen 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 Luftleiteiement als Spoiler bzw. Unterfahrschutz 18 ausgebildet und an der Stoßstange 4 oder an einem anderen geeigneten Teil des Fahrzeugrahmens angeordnet ist.

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Kühlanlage für eine flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug, mit einem Wärmetauscher, z. B. Frontkühler oder Ringkühler und diesem zugeordneten, freilaufenden Radiallüfter im Motorraum, der die Kühlluft von der Stirnseite des Fahrzeugs durch den Wärmetauscher hindurchfördert, mit Luftleitmittel für die Führung der Kühlluft, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des Radiallüfters (1) bzw. des Ringkühlers (11) und im Abstand von diesem ein Luftleitelement

(6) angeordnet ist, daß das Luftleitelement (6) mindestens den größten Teil der axialen Erstreckung des Radiallüfters (1) bzw. Ringkühlers (11) überdeckt, daß die Erstreckung des Luftleitelements (6) quer zur Fahrtrichtung mindestens 50% des Lüfterdurchmessers beträgt und daß das Luftleitelement (6) an den Längsseiten nach oben abgebogen ist, um den nach unten austretenden Kühlluftanteil

(7) entgegen der Fahrtrichtung abzulenken.

2. Kühlanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Luftleitelement (6) länger ist als die axiale Erstreckung des Radiallüfters (1) bzw. Ringkühlers (11).

3. Kühlanlage nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß das Luftleitelement (6) als oberflächenbeiüfteter Wärmetauscher (16) ausgebildet ist.

4. Kühlanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der oberflächenbelüftete Wärmetauscher (16) mit Kühlrippen (17) versehen ist.

5. Kühlanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Luftstrom zugekehrte Fläche des Luftleitelements (6) mit einem schallabsorbierenden Material (14) beschichtet ist.

6. Kühlanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem freilaufenden Radiallüfter (1) und dem Luftleitelement (6) ein durchbelüfteter weiterer Wärmetauscher (8) angeordnet ist.

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

8. Kühlanlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Luftleitelement (18) zugleich als Spoiler bzw. Unterfahrschutz ausgebildet und am Fahrzeugrahmen bzw. einer Stoßstange (4) befestigt ist.