DE102004036037B4 - motor vehicle - Google Patents

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Abstract

Kraftfahrzeug mit einem wassergekühlten Verbrennungsmotor (10) mit einem das Kühlwasser kühlenden Kühler (11), der vom Luftstrom eines Kühlergebläses (12) durchströmt ist, wobei der Luftstrom zwischen Kühler (11) und Kühlergebläse (12) in einem einen Luftkanal ausbildenden Lüfterstutzen (14) geführt 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, wobei ein Leitungsabschnitt (201) der Druckluftleitung (20) innerhalb des Luftkanals verlegt ist und der Leitungsabschnitt (201) am Lüfterstutzen (14) befestigt ist.motor vehicle with a water-cooled Internal combustion engine (10) with a cooling water cooling radiator (11), the air flow a radiator fan (12) flows through is, wherein the air flow between radiator (11) and radiator fan (12) is guided in an air duct forming fan nozzle (14), with an air compressor (18) and with one at the compressed air outlet connected compressed air line (20), characterized in that the compressed air line (20) at least in sections in the air flow the radiator fan (12) runs, wherein a line section (201) of the compressed air line (20) within the air duct is laid and the line section (201) on the fan nozzle (14) is attached.

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Figure 00000001

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a motor vehicle according to the preamble of the claim 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.Especially Commercial vehicles have a big one Compressed air required to operate various aggregates, by Air compressors is covered. The compressed air at the outlet of an air compressor is hot and may for example have a temperature up to 200 ° C. Since those with the Compressed air compressed air units, such as dryers, compressed air storage, Regulators or switching devices, be damaged or destroyed by such high temperatures - by way of example offers a dry granulate in the dryer only at a compressed air temperature below 60 ° C an adequate one Lifespan -, the compressed air leaving the air compressor is usually strong cooled down.

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.In a known device for cooling the compressed air in a commercial vehicle ( DE 100 34 480 A1 ), the cooling of the compressed air takes place in a formed in the compressed air line cooling coil, which is arranged in the intake air flow of the internal combustion engine. For this purpose, the existing of a metal tube cooling coil is housed in a downstream of a suction formed extended region of a mounted on the cab rear air intake duct.

Die DE 195 25 541 A1 offenbart ein Kraftfahrzeug mit einem wassergekühlten Verbrennungsmotor das einen Kühler aufweist, der vom Luftstrom eines Kühlergebläses durchströmt ist. Der Luftstrom ist zwischen Kühler und Kühlergebläse in einem einen Luftkanal bildenden Lüfterstutzen geführt. Das Kraftfahrzeug weist einen Luftkompressor sowie eine an dessen Druckluftauslass angeschlossenen Druckluftleitung auf. Die Druckluftleitung ist als Ring ausgebildet, der den Rotationsbereich des Lüfters in radialer Richtung begrenzt, so dass die Druckluftleitung nur einseitig mit dem kühlenden Luftstrom verbunden, also am Luftstrom angeordnet ist.The DE 195 25 541 A1 discloses a motor vehicle with a water-cooled internal combustion engine having a radiator, which is traversed by the air flow of a radiator fan. The air flow is guided between radiator and radiator fan in a fan duct forming an air duct. The motor vehicle has an air compressor and a compressed air line connected to its compressed air outlet. The compressed air line is formed as a ring which limits the rotational range of the fan in the radial direction, so that the compressed air line is connected only on one side with the cooling air flow, that is arranged at the air flow.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kraftfahrzeug mit einer Druckluftkühlung bereitzustellen, welche einen konstruktiv einfachen Aufbau und eine einfach abstimmbare Kühlleistung aufweist.Of the Invention is based on the object, a motor vehicle with a Forced air cooling provide, which has a structurally simple structure and a easy tunable cooling performance having.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.The Task is inventively by the features of claim 1 solved.

Bei einem solchen Kraftfahrzeug ist ein Leitungsabschnitt der Druckluftleitung innerhalb eines einen Luftkanal zwischen Kühler und Kühlergebläse des Fahrzeugs bildenden Lüfterstutzens verlegt und an diesem befestigt. 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 ist, 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.at Such a motor vehicle is a line section of the compressed air line within an air duct between radiator and radiator fan of the vehicle forming fan nozzle laid and attached to this. The motor vehicle according to the invention has the advantage that by the at least partially guide the Compressed air line in the forced air for the cooler the internal combustion engine no additional Cooling elements, like cooling coil u. ä., required are. The compressed air cooling is not very complex and simply designed so that it works quite reliably and is hardly susceptible to interference. The required cooling capacity is by the length that of the forced air exposed line section determined. Is also still in accordance with a preferred embodiment arranged the invention of the air flow exposed line section between radiator and radiator fan is, the space available there is expediently used, so that the compressed air cooling space-optimized and no additional slot in the engine compartment of the motor vehicle required. Because only a limited number of standardized coolers used in a variety of different engine variants, can also be the compressed air cooling limited to a few variants be, so that due to the small variance of the compressed air cooling of engine type to motor type and quite a few components very low production costs result.

Vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs mit zweckmäßigen Weiterbildungen und Ausgestaltun gen der Erfindung sind in den weiteren Patentansprüchen angegeben.advantageous embodiments of the motor vehicle according to the invention with appropriate training and Ausgestaltun conditions of the invention are specified in the further claims.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der dem Luftstrom ausgesetzte Leitungsabschnitt der Druckluftleitung zwischen Kühler und Kühlergebläse angeordnet.According to one advantageous embodiment of the Invention is exposed to the air flow line section of Compressed air line between radiator and Radiator fan arranged.

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.For this is in a further embodiment of the Invention of the air flow between radiator and radiator fan in an air duct forming fan nozzle guided and the conduit section within the airflow, preferably as a nearly closed loop, misplaced, with the loop plane is aligned substantially transverse to the air flow. Advantageous is the loop shape to the contour of the radiator facing opening of the fan nozzle adapted and on the fan nozzle e.g. fastened by clips or alternatively in the wall of the fan nozzle integrated. These structural measures have the advantage that a very big one cable length the compressed air line can be exposed to the air flow of the radiator fan and yet a resulting flow resistance in the air flow stays very small. Furthermore, a complete building of the Cooler fan with already laid line section won, after installation only still needs to be connected to the compressed air line.

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.According to an advantageous embodiment According to the invention, the line section at each of its two section ends is coupled into the compressed air line via a flexible line section. These designed as pieces of pipe flexible pipe sections provide a mechanical vibration isolation of the loop-shaped line section of the rest of the compressed air line.

Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:The Invention is based on an embodiment shown in the drawing closer in the following described. Show it:

1 eine schematisierte Darstellung eines wassergekühlten Verbrennungsmotors mit Kühler und Kühlergebläse sowie mit einer Druckluftversorgungseinheit für ein Kraftfahrzeug, 1 a schematic representation of a water-cooled internal combustion engine with radiator and radiator fan and with a compressed air supply unit for a motor vehicle,

2 eine Draufsicht in Richtung Peil II in 1 einer konstruktiven Ausführung des Kühlergebläses. 2 a plan view in the direction of Peil II in 1 a constructive design of the radiator fan.

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.In 1 is a water-cooled combustion engine 10 a motor vehicle shown, the cooling water in a known manner in a cooler 11 is recooled by the air flow of a radiator fan 12 is flowed through. While the internal combustion engine 10 as a block is shown schematically, is the radiator 11 with attached radiator fan 12 simplified reproduced in a perspective view. The radiator fan 12 has an impeller driven by an electric motor, not shown 13 on that in a fan nozzle 14 , also called fan shroud, is included, one of the air flow between radiator 11 and radiator fan 12 leading air duct forms. The fan nozzle 14 is on the rear airflow side of the radiator 11 attached and encloses the air passage area of the radiator 11 , That by the internal combustion engine 10 heated cooling water is in a known manner in a cooling water circuit via a flow line 15 in the cooler 11 and via a return line 16 back to the combustion engine 10 guided. In the one heat exchanger performing cooler 11 the hot cooling water releases heat to the fan airflow.

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.The motor vehicle has a compressed air supply unit 17 the one air compressor 18 and a compressed air control unit 19 comprises, via the various compressed air units, in particular the brake system of the motor vehicle, with compressed air from the air compressor 18 can be supplied. Usually, in the compressed air supply unit 17 an air dryer and an air reservoir are still present in the compressed air control unit 19 can be integrated. The compressed air inlet of the compressed air control unit 19 is with the compressed air outlet of the air compressor 18 via a compressed air line 20 connected.

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.The from the air compressor 18 escaping air has a very high temperature in the compressed air control unit 19 and would lead to damage or destruction in other compressed air units. Therefore, the compressed air before entering the compressed air control unit 19 cooled down to an acceptable temperature of, for example, 60 ° C. This is done by at least one line section 201 the compressed air line 20 the air flow of the radiator fan 12 is exposed. In order to expose the largest possible line length of the compressed air line the air flow, this line section 201 designed as a nearly closed loop, wherein the loop plane substantially transverse to the air flow of the radiator fan 12 is aligned.

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.In the embodiment of 1 and 2 is the loop-shaped line section 201 in the fan nozzle 14 between cooler 11 and radiator fan 12 trained air duct disposed and within the fan nozzle 14 upstream of the fan 13 laid, wherein the loop shape of the loop-shaped line section 201 the contour of the radiator 11 facing opening of the fan nozzle 14 is adjusted. In 1 is the loop-shaped line section 201 dash-dotted lines, while in the perspective view of the 2 is shown in constructive realization. The two ends of the loop-shaped line section 201 are about flexible pipe sections 202 into the compressed air line 20 coupled. The flexible pipe sections 202 in the form of flexible pipe sections, via pipe joints 21 with the compressed air line 20 are connected, allow a vibration compensation between the assembly of radiator 11 and radiator fan 12 and usually on the combustion engine 10 specified compressed air line 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.The loop-shaped line section 201 is in the fan nozzle 14 attached, which can be done for example by means of clips, which are in corresponding recesses in the nozzle wall of the fan nozzle 14 be pressed. Alternatively, the loop-shaped line section 201 but also be integrated into the neck wall itself.

Claims (5)

Kraftfahrzeug mit einem wassergekühlten Verbrennungsmotor (10) mit einem das Kühlwasser kühlenden Kühler (11), der vom Luftstrom eines Kühlergebläses (12) durchströmt ist, wobei der Luftstrom zwischen Kühler (11) und Kühlergebläse (12) in einem einen Luftkanal ausbildenden Lüfterstutzen (14) geführt 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, wobei ein Leitungsabschnitt (201) der Druckluftleitung (20) innerhalb des Luftkanals verlegt ist und der Leitungsabschnitt (201) am Lüfterstutzen (14) befestigt ist.Motor vehicle with a water-cooled internal combustion engine ( 10 ) with a radiator cooling the cooling water ( 11 ), which depends on the air flow of a radiator fan ( 12 ), wherein the air flow between radiator ( 11 ) and radiator fan ( 12 ) in an air duct forming fan nozzle ( 14 ), with an air compressor ( 18 ) and with a connected to the compressed air outlet Compressed air line ( 20 ), characterized in that the compressed air line ( 20 ) at least in sections in the air flow of the radiator fan ( 12 ), wherein a line section ( 201 ) of the compressed air line ( 20 ) is laid inside the air duct and the line section ( 201 ) on the fan nozzle ( 14 ) is attached. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftkompressor (18) für die Druckluftversorgung von Druckluftaggregaten, vorzugsweise des Bremssystems, des Kraftfahrzeugs ausgebildet ist.Motor vehicle according to claim 1, characterized in that the air compressor ( 18 ) is designed for the compressed air supply of compressed air units, preferably of the brake system, of the motor vehicle. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Leitungsabschnitt (201) an jedem Ende über einen flexiblen Leitungsabschnitt (202) in die Druckluftleitung (20) eingekoppelt ist.Motor vehicle according to claim 1 or 2, characterized in that the line section ( 201 ) at each end via a flexible conduit section ( 202 ) into the compressed air line ( 20 ) is coupled. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1-3, 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.Motor vehicle according to one of claims 1-3, characterized in that the air stream exposed line section ( 201 ) is laid in a nearly closed loop and that the loop plane is oriented substantially transverse to the air flow. Kraftfahrzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifenform des Leitungsabschnitts (201) an die Kontur der den Kühler (11) zugekehrten Öffnung des Lüfterstutzens (14) angepasst ist.Motor vehicle according to claim 4, characterized in that the loop shape of the line section ( 201 ) to the contour of the radiator ( 11 ) facing opening of the fan nozzle ( 14 ) is adjusted.
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