DE10021419B4

DE10021419B4 - Anordnung eines Wärmetauschers

Info

Publication number: DE10021419B4
Application number: DE10021419A
Authority: DE
Inventors: Johann Dr.-Ing. Betz
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2000-05-03
Filing date: 2000-05-03
Publication date: 2007-03-01
Anticipated expiration: 2020-05-04
Also published as: DE10021419A1

Abstract

Anordnung eines Wärmetauschers im Bug eines Kraftfahrzeuges, insbesondere eines Ladeluftkühlers, mit einer in Fahrtrichtung offenen Einströmöffnung und einer dahinter liegenden Kühlluftführung für den Wärmetauscher, wobei der Wärmetauscher so konstruiert und angeordnet ist, dass die Kühlluftströmung und die Strömung des zu kühlenden Mediums parallel zueinander ausgerichtet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlluftführung (18) im Bereich eines senkrecht zur Strömungsrichtung verlaufenden Zuströmschachtes (30) und/oder Abströmschachtes (32) für das zu kühlende Medium diffusorartig verengt oder erweitert ist (Abschnitte 24, 28) und dass der Wärmetauscher (20) im Bereich dieser diffusorartigen Verengung und/oder Erweiterung seitliche Einströmöffnungen (40) und/oder Ausströmöffnungen (42) für die Kühlluft aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft die Anordnung eines Wärmetauschers im Bug eines Kraftfahrzeuges, insbesondere eines Ladeluftkühlers, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Ein Kraftfahrzeug mit einer bugseitigen Kühleranordnung zeigt beispielsweise die DE 196 02 186 C1 , bei der die in Fahrtrichtung liegende Einströmöffnung für die Kühlluft etwa im Bereich der vorderen Stossstange des Kraftfahrzeuges liegt und dahinter anschließend eine Kühlluftführung für den stehend angeordneten, blockförmigen Wärmetauscher vorgesehen ist. Die Kühlluftströmung trifft etwa senkrecht auf die Wärmetauscherfläche, wobei das zu kühlende Medium den Wärmetauscher senkrecht oder waagrecht dazu durchströmen kann (Kreuzströmung). Aufgrund der räumlichen Beengtheit insbesondere im Personenkraftwagen sind der Größe des Wärmetauschers und damit verbunden der erzielbaren Kühlleistung jedoch Grenzen gesetzt.

Die DE 197 55 095 A1 beschreibt ein Kraftfahrzeug, das mindestens einen im Unterbodenbereich angeordneten Wärmetauscher aufweist, bei dem die Kühlluftströmung und die Strömung des zu kühlenden Mediums im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet sind und dabei auch das Gegenstromprinzip zur Anwendung kommt.

In der weiterhin zu nennenden JP 08-085 348 A ist eine Wärmetauscheranordnung, insbesondere für LKW, beschrieben, bei der unterhalb der Brennkraftmaschine verlaufende Kühlluftkanäle jeweils mit einer Engstelle versehen sind, wobei an der engsten Stelle eine Lufteintrittsöffnung vorgesehen ist. Aufgrund des sich dabei einstellenden Venturi-Effektes kann auf diese Weise für eine verbesserte Motorkühlung gesorgt werden.

In der letztlich zu nennenden DE 29 31 812 A1 ist eine Kühlanlage für Fahrzeugmotoren beschrieben, bei der die Außenflächen des Fahrzeugs, beispielsweise Motorhaube, Spoiler, Stoßstange u.s.w., einen Teil der Gesamtkühlfläche des Kühlers bilden. Dabei ist der Wärmetauscher so konstruiert und angeordnet, dass die Kühlluftströmung und die Strömung des zu kühlenden Mediums im wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet. sind. Sie verlaufen dabei in Längsrichtung des Kraftfahrzeuges. Nachteilig bei dieser Kühlanlage ist, wie dies auch bezüglich der vorgenannten DE 197 55 095 A1 gilt, der immense Flächenbedarf des Wärmetauschers.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung der gattungsgemäßen Art vorzuschlagen, die bei kleinem Bauvolumen eine verbesserte Kühlluftführung und eine höhere Kühlleistung ermöglicht.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Anordnung erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist dem weiteren Patentanspruch entnehmbar.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Die schematische Zeichnung zeigt in
1 den Bug eines Personenkraftfahrzeuges mit einer vorderen Schürze mit Einströmöffnungen für eine Kühlluftführung für einen als Ladeluftkühler dienenden Wärmetauscher;
2 einen Schnitt entlang der Linie II-II der 1 durch die Kühlluftführung und durch den Wärmetauscher;
3 einen weiteren Längsschnitt durch den Wärmetauscher und die Kühlluftführung; und
4 einen Querschnitt durch den Wärmetauscher und die Kühlluftführung.
Die 1 zeigt schematisch den Bug 10 eines Personenkraftfahrzeuges mit an der vorderen Schürze 12 ausgebildeten Einströmöffnungen 14, 16 für Kühlluft.
Hinter der Einströmöffnung 14 (vgl. 2 bis 4) ist eine Kühlluftführung 18 aus Kunststoff-Formteilen angeordnet, in die ein Wärmetauscher bzw. Ladeluftkühler 20 eingesetzt ist.
Die schachtförmige Kühlluftführung 18 weist in Strömungsrichtung der Kühlluft (Pfeile 22) Abschnitte (24, 26, 28) auf. Der Abschnitt 24 bildet einen sich diffusorartig verengenden Zuströmschacht, der Abschnitt 26 einen eine etwa lineare Luftführung ergebenden Führungsschacht und der Abschnitt 28 schließlich einen sich diffusorartig wieder erweiternden Abströmschacht für die Kühlluft.
Die Kühlluftführung 18 ist hinter der Schürze 12 etwa unterhalb des vorderen linken Kotflügels am nicht dargestellten Aufbau des Personenkraftfahrzeuges befestigt.
Der blockförmige Ladeluftkühler 20 weist einen senkrecht zur Strömungsrichtung der Kühlluft verlaufenden Zuströmschacht 30 und einen parallel dazu ausgerichteten Abströmschacht 32 auf, die über nicht dargestellte, rohrförmige Anschlussstutzen an das zu kühlende Medium – der Verbrennungsluft der Brennkraftmaschine – angeschlossen sind. Von dem Zuströmschacht 30 des Ladeluftkühlers 20 strömt die Verbrennungsluft im Gegenstromprinzip (Pfeile 34) durch Röhren 36 zum in Strömungsrichtung der Kühlluft vorne liegenden Abströmschacht 32. Die Röhren 36 sind beispielsweise im Querschnitt schlitzförmig abgeflacht und erstrecken sich über die gesamte Breite des Ladeluftkühlers 20. Es könnten aber auch mehrere kreiszylindrische Röhren verwendet sein.
Zwischen den Röhren 36 sind die Kühlluft in Längsrichtung leitende Zwischenbleche 38 im Querschnitt zickzackförmiger Konfiguration angeordnet, die aber nur im Bereich des Abschnittes 26 der Kühlluftführung 18 vorgesehen sind. Der Abschnitt 26 umschließt dabei mit seinen Wänden eng und unter Bildung eines stehenden, im Querschnitt etwa rechteckförmigen Schachtes den Ladeluftkühler 20.
Die in den Abschnitten 24 und 28 der Kühlluftführung 18 liegenden Bereiche des Ladeluftkühlers 20 sind frei von Zwischenblechen und bilden somit seitliche Einströmöffnungen 40 bzw. Ausströmöffnungen 42 jeweils zwischen den bis zu dem Zuström- und Abströmschacht 30, 32 sich erstreckenden Röhren 36.
Dabei können ggf. zusätzlich an dem Zuströmschacht 30 und/oder an dem Abströmschacht 32 des Ladeluftkühlers 20 lamellenartige und übereinander liegende Kühlrippen 44, 46 (gestrichelt angedeutet) angeformt sein, die die Kühlwirkung des Ladeluftkühlers 20 noch erhöhen.
Im Ausführungsbeispiel ist der etwa blockförmige Ladeluftkühler 20 stehend angeordnet, d. h., dass die Röhren 36 übereinander liegen (vgl. 4). Er kann jedoch bei anderen baulichen Gegebenheiten auch liegend mit nebeneinander angeordneten Röhren 36 und horizontal verlaufendem Zuström- und Abströmschacht 30, 32 oder in einer Zwischenstellung schräg angeordnet sein.
Anstelle des Ladeluftkühlers 20 oder zusätzlich dazu kann auch ein Ölkühler oder ein Wasserkühler in der Kühlluftführung 18 oder in einer weiteren Kühlluftführung (z. B. hinter der Einströmöffnung 16 der Schürze 12) vorgesehen sein. Ggf. kann auch die Anordnung eines zweiten Ladeluftkühlers 20 zweckmäßig sein.

Claims

Anordnung eines Wärmetauschers im Bug eines Kraftfahrzeuges, insbesondere eines Ladeluftkühlers, mit einer in Fahrtrichtung offenen Einströmöffnung und einer dahinter liegenden Kühlluftführung für den Wärmetauscher, wobei der Wärmetauscher so konstruiert und angeordnet ist, dass die Kühlluftströmung und die Strömung des zu kühlenden Mediums parallel zueinander ausgerichtet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlluftführung (18) im Bereich eines senkrecht zur Strömungsrichtung verlaufenden Zuströmschachtes (30) und/oder Abströmschachtes (32) für das zu kühlende Medium diffusorartig verengt oder erweitert ist (Abschnitte 24, 28) und dass der Wärmetauscher (20) im Bereich dieser diffusorartigen Verengung und/oder Erweiterung seitliche Einströmöffnungen (40) und/oder Ausströmöffnungen (42) für die Kühlluft aufweist.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlluft leitende Zwischenbleche (38) nur im Bereich eines Abschnittes (26) der Kühlluftführung (18) zwischen den seitlichen Einströmöffnungen (40) und Ausströmöffnungen (42) vorgesehen sind.