DE102005001959A1

DE102005001959A1 - Kühlluftführung eines in einem Motorraum angeordneten Verbrennungsmotors einer Sattelzugmaschine

Info

Publication number: DE102005001959A1
Application number: DE200510001959
Authority: DE
Inventors: Ronny Dipl.-Des. Eysser; Ina Dipl.-Ing. Rastetter (BA)
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2005-01-15
Filing date: 2005-01-15
Publication date: 2006-07-27
Also published as: WO2006074779A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kühlluftführung für einen in einem Motorraum angeordneten Verbrennungsmotor (6) einer Sattelzugmaschine (1) mit Frontlenkerfahrerhaus (2), umfassend wenigstens eine im Bereich der Sattelzugmaschinenfront (10) angeordnete Einlassöffnung (14) zur Zuführung von Kühlluft. DOLLAR A Die Erfindung sieht vor, dass zur wenigstens teilweisen Durchströmung eines wenigstens den Verbrennungsmotor (6) aufnehmenden Motorraumes (4) mit einem Kühlluftstrom (26, 28) eine erste Strömungsverbindung (12) zwischen der wenigstens einen Einlassöffnung (14) und dem Motorraum (4) und eine zweite Strömungsverbindung (16) zwischen dem Motorraum (4) und wenigstens einer im Bereich einer Rückwand (18) des Fahrerhauses (2) in die Umgebung mündenden Auslassöffnung (20, 22) vorgesehen ist.

Description

Die Erfindung geht aus von einer Kühlluftführung für einen in einem Motorraum angeordneten Verbrennungsmotor einer Sattelzugmaschine mit Frontlenkerfahrerhaus, umfassend wenigstens eine im Bereich der Sattelzugmaschinenfront angeordnete Einlassöffnung zur Zuführung von Kühlluft, gemäß der Gattung von Anspruch 1.
Bei einem Frontlenkerfahrerhaus befindet sich die Lenkeinrichtung ganz vorne und der Motor unter dem hoch gesetzten Fahrerhaus oder unter einem Motortunnel zwischen Fahrer und Beifahrer. Eine mechanische oder hydraulische Fahrerhaus-Kippeinrichtung gewährleistet den Zugang zum Motor und anderen Aggregaten, d.h. der Zugang zum Motor und zu weiteren Aggregaten erfolgt bei nach vorne gekipptem Fahrerhaus.

Bei solchen Sattelzugmaschinen sind aus dem Stand der Technik Kühlluftführungen bekannt, bei welchen unmittelbar hinter der Einlassöffnung einer Frontmaske ein Kühler als Bestandteil eines Kühlmittelkreislaufs angeordnet ist. Dabei strömt die Kühlluft um den Kühler herum und staut sich im dahinter liegenden, den Verbrennungsmotor aufnehmenden Motorraum bzw. strömt ungerichtet über den im Bereich des Motorraumes meist offenen Fahrzeugboden in die Umgebung ab. Bei heutigen Sattelzugmaschinen wird die Leistung des Verbrennungsmotors jedoch oft durch die Motorkühlung begrenzt, d.h. dass der in seinen räumlichen Maßen begrenzte Kühler oft nicht so groß dimensioniert werden kann, dass eine für eine höhere Motorleistung ausreichende Motorkühlung gewährleistet ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Kühlluftführung der eingangs erwähnten Art derart weiter zu entwickeln, dass eine verbesserte Kühlung des Verbrennungsmotors möglich ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst.

Vorteile der Erfindung

Die Erfindung basiert auf dem Gedanken eines kühlluftdurchströmten Motorraumes. Indem zur wenigstens teilweisen Durchströmung des den Verbrennungsmotor aufnehmenden Motorraumes mit einem Kühlluftstrom eine erste Strömungsverbindung zwischen der wenigstens einen Einlassöffnung und dem Motorraum und eine zweite Strömungsverbindung zwischen dem Motorraum und wenigstens einer im Bereich einer Rückwand des Fahrerhauses in die Umgebung mündenden Auslassöffnung vorgesehen ist, wird Kühlluft an der Frontfläche, wo der Staudruck am höchsten ist, in den Motorraum eingeleitet, zur Kühlung am Verbrennungsmotor möglichst geradlinig entlang geführt und nach erfolgtem Wärmeübergang durch die bezogen auf das Fahrerhaus rückwärtigen Auslassöffnung in die Umgebung ausgelassen. Auf diese Weise wird ein in Längserstreckung der Sattelzugmaschine gerichteter Kühlluftstrom durch die gesamte Längserstreckung des Motorraums hindurch erzeugt, welcher aufgrund fehlender oder geringer Umlenkung niedrige Strömungsverluste oder Rückstauungen aufweist, so dass ein relativ hoher Durchsatz an Kühlluft erzielbar ist, welcher wiederum in einem vorteilhaft hohen Wärmetransport resultiert.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der Erfindung möglich.

Gemäß einer besonders zu bevorzugenden Ausführungsform sind die wenigstens eine Einlassöffnung und die wenigstens eine Auslassöffnung im wesentlichen in einer gemeinsamen horizontalen Ebene unterhalb des Fahrerhauses angeordnet, welches in der Regel als Kippfahrerhaus ausgeführt ist. Dann verläuft der Kühlluftstrom im wesentlichen in einer horizontalen Ebene, was den Vorteil einer geringen Umlenkung und damit weiter reduzierter Strömungsverluste mit sich bringt.

Eine relativ großer Kühlluftstrom entsteht, wenn an der Stelle des größten Staudrucks, nämlich im Bereich einer Längsmittelachse der Sattelzugmaschine eine zentrale Einlassöffnung in einem Stoßfänger oder in einem vorderen Unterfahrschutz der Sattelzugmaschine ausgebildet ist.

Eine hinsichtlich des Wärmeübergangs günstige Strömungsführung ergibt sich, wenn die erste Strömungsverbindung derart ausgeführt ist, dass der Kühlluftstrom wenigstens zwei den Verbrennungsmotor horizontal und/oder vertikal umströmende Kühlluftteilströme umfasst und wenigstens einigen der Kühlluftteilströme eine eigene zweite Strömungsverbindung mit Auslassöffnung zugeordnet ist, wobei die Auslassöffnungen mit den zugeordneten Kühlluftteilströmen im wesentlichen fluchten.

Falls an den Seitenwänden der Sattelzugmaschine je wenigstens ein weiterer, mit dem Motorraum in Strömungsverbindung stehender Lufteinlasskanal vorgesehen ist, welcher im wesentlichen quer zu den Kühlluftteilströmen in den Motorraum mündet, verursachen die Kühlluftteilströme einen auf dem Venturi-Effekt basierenden Sog, durch welchen zusätzliche, durch die weiteren Lufteinlasskanäle eingesaugte Kühlluft in den Motorraum gelangt und sich mit dem jeweiligen Kühlluftteilstrom vereinigend durch die Ausgangsöffnungen hindurch aus dem Motorraum ausgeblasen wird. Diese weitere Kühlluft sorgt folglich für einen noch größeren Kühlluftstrom durch den Motorraum. Nicht zuletzt können die weiteren Lufteinlasskanäle mit wenigstens einer Steuerklappe zur Steuerung des Luftstromes versehen sein.

Zeichnungen
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. In der Zeichnung zeigt:
1 eine perspektivische Frontansicht einer Sattelzugmaschine, welche mit einer Kühlluftführung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung versehen ist;
2 eine perspektivische Frontansicht der Sattelzugmaschine von 1 ohne Fahrerhaus;
3 eine perspektivische Rückansicht der Sattelzugmaschine von 1 mit Fahrerhaus;
4 eine vergrößerte Seitenansicht der Sattelzugmaschine von 1.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
In 1 ist perspektivisch eine Sattelzugmaschine 1 mit Frontlenkerfahrerhaus 2 abgebildet, bei welcher die Lenkung ganz vorne und der Motor unter dem hochgesetzten Fahrerhaus angeordnet ist. Eine mechanische oder hydraulische Fahrerhaus-Kippeinrichtung gewährleistet die Motorzugänglichkeit, wobei sich die Schwenkachse im Frontbereich der Sattelzugmaschine 1 befindet.
2 zeigt die Sattelzugmaschine 1 in einem Zustand, in welchen das Fahrerhaus 2 entfernt wurde, so dass ein unterhalb eines Bodens des Fahrerhauses 2 liegender Motorraum 4 sichtbar ist, welcher den als Verbrennungsmotor 6 ausgeführten Motor, vorzugsweise zusätzlich das mit dem Verbrennungsmotor 6 verblockte und hinter ihm angeordnete Getriebe 8 sowie weitere Aggregate der Sattelzugmaschine 1 aufnimmt.
Der Verbrennungsmotor 6 kann flüssigkeits- oder luftgekühlt sein, vorzugsweise liegt eine Flüssigkeitskühlung mit Kühlmittelkreislauf und Kühler vor, welcher zur Wärmeabgabe von einem durch die Fahrt der Sattelzugmaschine 1 erzeugten Kühlluftstrom angeströmt wird. Hierzu ist der hier nicht interessierende Kühler dem Verbrennungsmotor 6 in Fahrtrichtung gesehen vorgeordnet und wird beispielsweise über in der Front 10 der Sattelzugmaschine ausgebildete Einlassöffnungen mit Kühlluft versorgt.
Zusätzlich zu dieser bekannten Art der Motorkühlung weist die Sattelzugmaschine 1 eine neuartige Kühlluftführung derart auf, dass zur wenigstens teilweisen Durchströmung des Motorraumes 4 mit einem Kühlluftstrom eine erste Strömungsverbindung 12 zwischen wenigstens einer frontseitigen Einlassöffnung 14 und dem Motorraum 4 und eine zweite Strömungsverbindung 16 zwischen dem Motorraum 4 und wenigstens einer bezogen auf die Längserstreckung der Sattelzugmaschine 1 im Bereich einer Rückwand 18 des Fahrerhauses 2 in die Umgebung mündenden Auslassöffnung 20, 22 vorgesehen ist.
Wie aus 2 hervorgeht, ist beispielsweise eine zentrale Einlassöffnung 14 in einem Stoßfänger 24 der Sattelzugmaschine 1 vorgesehen, welche in einer horizontalen Ebene unterhalb des Fahrerhauses 2 angeordnet ist. In dieser Ebene befinden sich auch beispielsweise zwei Auslassöffnungen 20, 22 im Bereich der Rückwand 18 des Fahrerhauses 2. Anstatt im Stoßfänger 24 könnte die zentrale Einlassöffnung 14 auch beispielsweise in einem vorderen Unterfahrschutz der Sattelzugmaschine 1 ausgebildet sein. Auch könnten anstatt einer zentralen Einlassöffnung 14 mehrere an der Front 10 verteilte Einlassöffnungen vorhanden sein.
Die erste Strömungsverbindung 12 zwischen der zentralen Einlassöffnung 14 und dem Motorraum 4 kann derart ausgeführt sein, dass der Kühlluftstrom in wenigstens zwei den Verbrennungsmotor 6 und vorzugsweise auch das Getriebe 8 horizontal und/oder vertikal umströmende Kühlluftteilströme aufgespalten wird. Im Falle des bevorzugten Ausführungsbeispiels gemäß 2 wird der durch die zentrale Einlassöffnung 14 eintretende Kühlluftstrom beispielsweise in zwei den Verbrennungsmotor 6 und das Getriebe 8 horizontal umströmende Kühlluftteilströme 26, 28 verzweigt, d.h. dass sich die Kühlluftteilströme 26, 28 im wesentlichen in einer horizontalen Ebene unterhalb des Bodens des Fahrerhauses 2 ausbilden, in welcher auch die zentrale Einlassöffnung 14 und die beiden Auslassöffnungen 20, 22 angeordnet sind. Nichts desto weniger ist klar, dass die Kühlluftteilströme 26, 28 auch eine gewisse vertikale Erstreckung haben und nicht vollkommen planar sein können. Die Aufspaltung des durch die zentrale Einlassöffnung 14 eintretenden Kühlluftstromes in die beiden in 2 durch Pfeile veranschaulichten Kühlluftteilströme 26, 28 kann beispielsweise durch entsprechende Luftleitkanäle oder Luftleitschaufeln im Bereich der ersten Strömungsverbindung 12 realisiert sein. Wesentlich ist, dass die Kühlluftteilströme 26, 28 nach Einmündung in den Motorraum 4 derart ausgerichtet werden, dass sie möglichst an der Oberfläche des Verbrennungsmotors 6 und des Getriebes 8 entlang strömen, wobei diese zur Erhöhung der Wärmeübergangs beispielsweise mit oberflächenvergrößernden Lamellen oder Kühlrippen versehen sein können. Bevorzugt erfassen die Kühlluftteilströme 26, 28 auch die weiteren im Motorraum 4 angeordneten Aggregate. Je nach Baugröße dieser Komponenten 6, 8 kann es zu geringfügigen Umlenkungen der Kühlluftteilströme 26, 28 im Motorraum kommen, jedoch sind größere Umlenkungen zu vermeiden, um die Strömungsverluste niedrig zu halten.
In der zum Heck der Sattelzugmaschine weisenden Wand 30 des Motorraumes 4 sind die Auslassöffnungen 20, 22 ausgebildet, vorzugsweise derart, dass jedem der Kühlluftteilströme 26, 28 eine eigene Auslassöffnung 20, 22 zugeordnet ist. Da im vorliegendem Fall beispielsweise zwei horizontale Kühlluftteilströme 26, 28 vorhanden sind, befinden sich im Bereich der Rückwand 18 des Fahrerhauses 2, aber unterhalb dessen Bodens daher zwei Auslassöffnungen 20, 22, welche in die Umgebung münden, wie aus 2 und 3 anschaulich hervorgeht.
Um möglichst wenig Strömungsverluste beim Einströmen der vom Verbrennungsmotor 6 bzw. vom Getriebe 8 erhitzten Kühlluft in die Auslassöffnungen 20, 22 zu erzielen, fluchten die Auslassöffnungen 20, 22 im wesentlichen mit den ihnen zugeordneten Kühlluftteilströmen 26, 28. Die Lage der Ausgangsöffnungen 20, 22 bzw. der zweiten Strömungsverbindungen 16 wird beispielsweise durch Versuche festgelegt und an die jeweiligen tatsächlichen Strömungsverhältnisse angepasst.
Zusätzlich kann an den Seitenwänden 32 der Sattelzugmaschine 1, beispielsweise oberhalb der vorderen Radhäuser 34 wenigstens ein weiterer, mit einem von einem Kühlluftteilstrom 26, 28 durchströmten Bereich des Motorraumes 4 in Strömungsverbindung stehender Lufteinlasskanal 36, 38 vorgesehen sein, welcher im wesentlichen quer oder senkrecht zu dem zugeordneten Kühlluftteilstrom 26, 28 in den Motorraum 4 mündet. Bevorzugt sind an beiden Seitenwänden 32 der Sattelzugmaschine 1 zwei bezüglich der Längsachse symmetrisch verlaufende Lufteinlasskanäle 36, 38 vorgesehen. Weiterhin können beispielsweise an den Seitenwänden 32 der Sattelzugmaschine 1 angeordnete kiemenartige Luftleitbleche 40 vorhanden sein, welche die bei Fahrt erzeugte Luftströmung entlang der Oberfläche der Sattelzugmaschine 1 ins Innere der Lufteinlasskanäle 36, 38 leiten, um sie dort dem entsprechenden Kühlluftteilstrom 26, 28 zuzuführen, wie anhand von 4 leicht vorstellbar ist.
Die Strömungsgeschwindigkeit des entsprechenden Kühlluftteilstroms 26, 28 bewirkt außerdem, dass an der Mündung des jeweiligen Lufteinlasskanals 36, 38 in den Motorraum 4 ein auf dem Venturi-Effekt basierender Sog entsteht, der die in dem betreffenden Lufteinlasskanal 36, 38 befindliche Luft mitreißt und in den zugeordneten Kühlluftteilstrom 26, 28 integriert. Die Abströmung dieser zusätzlichen, durch die Lufteinlasskanäle 36, 38 eingesaugten Kühlluft erfolgt dann ebenfalls über die Auslassöffnungen 20, 22, welche zum Führen der nun vergrößernden Kühlluftteilströme entsprechend groß dimensioniert sein müssen.
Zur Steuerung der durch die Lufteinlasskanäle 36, 38 zugeführten zusätzlichen Kühlluft können Steuerklappen vorgesehen sein, wobei sich im vorliegendem Fall anbietet, die kiemenartigen Luftleitbleche 40 klappenartig auszubilden, um den Strömungsquerschnitt durch die Lufteinlasskanäle 36, 38 zu variieren bzw. um die Lufteinlasskanäle 36, 38 zuströmseitig vollständig verschließen zu können.

Claims

Kühlluftführung für einen in einem Motorraum angeordneten Verbrennungsmotor (6) einer Sattelzugmaschine (1) mit Frontlenkerfahrerhaus (2), umfassend wenigstens eine im Bereich der Sattelzugmaschinenfront (10) angeordnete Einlassöffnung (14) zur Zuführung von Kühlluft, dadurch gekennzeichnet, dass zur wenigstens teilweisen Durchströmung eines wenigstens den Verbrennungsmotor (6) aufnehmenden Motorraumes (4) mit einem Kühlluftstrom (26, 28) eine erste Strömungsverbindung (12) zwischen der wenigstens einen Einlassöffnung (14) und dem Motorraum (4) und eine zweite Strömungsverbindung (16) zwischen dem Motorraum (4) und wenigstens einer im Bereich einer Rückwand (18) des Fahrerhauses (2) in die Umgebung mündenden Auslassöffnung (20, 22) vorgesehen ist.
Kühlluftführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Einlassöffnung (14) und die wenigstens eine Auslassöffnung (20, 22) im wesentlichen in einer gemeinsamen horizontalen Ebene unterhalb des Fahrerhauses (2) angeordnet sind.
Kühlluftführung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine zentrale Einlassöffnung (14) in einem Stoßfänger (24) oder in einem vorderen Unterfahrschutz der Sattelzugmaschine (1) vorgesehen ist.
Kühlluftführung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Strömungsverbindung (12) derart ausgeführt ist, dass der Kühlluftstrom wenigstens zwei den Verbrennungsmotor (6) horizontal und/oder vertikal umströmende Kühlluftteilströme (26, 28) umfasst.
Kühlluftführung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einigen der Kühlluftteilströme (26, 28) eine eigene zweite Strömungsverbindung (16) mit eigener Auslassöffnung (20, 22) zugeordnet ist.
Kühlluftführung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassöffnungen (20, 22) mit den zugeordneten Kühlluftteilströmen (26, 28) im wesentlichen fluchten.
Kühlluftführung nach wenigstens einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass an den Seitenwänden (32) der Sattelzugmaschine (1) je wenigstens ein weiterer, mit dem Motorraum (4) in Strömungsverbindung stehender Lufteinlasskanal (36, 38) vorgesehen ist, welcher im wesentlichen quer zu den Kühlluftteilströmen (26, 28) in den Motorraum (4) mündet.
Kühlluftführung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Lufteinlasskanal (36, 38) mit wenigstens einer Steuerklappe (40) zur Steuerung des Luftstromes durch den Lufteinlasskanal (36, 38) versehen ist.
Kühlluftführung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit dem Verbrennungsmotor (6) verblocktes Getriebe (8) ebenfalls vom Kühlluftstrom (26, 28) erfasst ist.