DE102007005968A1

DE102007005968A1 - Kühleinrichtung für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102007005968A1
Application number: DE200710005968
Authority: DE
Inventors: Christian Dipl.-Ing.(FH) Bschierl; Claus Lacher
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2007-02-07
Filing date: 2007-02-07
Publication date: 2008-08-14

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kühleinrichtung (10) für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, umfassend einen Wärmetauscher, der über Leitungen mit der Brennkraftmaschine in Verbindung steht, und einen dem Wärmetauscher zugeordneten Ventilator (12) zur Erzeugung eines zusätzlichen Kühlluftstroms. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der Ventilator (12) mit mindestens einer eine Eintritts- und Austrittsöffnung (14, 16) aufweisenden Bypassleitung (18) in Wirkverbindung steht, deren Eintrittsöffnung (14) dem Ventilator (12) zugeordnet ist und deren Austrittsöffnung (16) auf ein Lager (22a-22d) oder Gelenk (20) ausgerichtet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kühleinrichtung für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs gemäß der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art.
Bekanntlich ist der Vorderachsquerlenker eines Kraftfahrzeugs über Gummilager und/oder Kugelgelenke an einem Achsträger bzw. direkt an der Karosserie des Kraftfahrzeugs gelenkig angebunden. Meist verläuft direkt neben dieser gelenkigen Anbindung die Abgasanlage des Kraftfahrzeugs.
Während einer Fahrt des Kraftfahrzeugs ist die durch den Fahrtwind induzierte Kühlung der in Nähe der Abgasanlage befindlichen Gummilager oder Kugelgelenke ausreichend, um Beschädigungen an den Lagern bzw. Gelenke zu vermeiden. Als problematisch erweist sich jedoch, dass eine ausreichende Kühlung der Lager bzw. Gelenke nach Abstellung des Kraftfahrzeugs nicht mehr gewährleistet ist. Insbesondere bei Fahrten unter hoher Last und mit geringer Geschwindigkeit wie z. B. Bergfahrt mit Anhänger oder dergleichen, wird die Abgasanlage sehr heiß und strahlt diese Wärme in die direkte Umgebung ab. Es entsteht beim abgestellten Fahrzeug ein sogenannter Hitzestau unter dem Fahrzeug. Durch die Wär me, die bei über 80°C liegen kann, wird der Kunststoff und das Fett in den Gelenken, sowie das Elastomer der Gummilager geschädigt, was zu einem vorzeitigem Ausfall des Gelenks bzw. Gummilagers führen kann.
Entsprechende Kühleinrichtungen für Kraftfahrzeuge sind hinreichend bekannt und umfassen im wesentlichen einen von einem Kühlmedium durchflossenen Kühler zur Kühlung der Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs und einen zuschaltbaren Ventilator zur Erzeugung eines zusätzlichen Kühlluftstroms. Ein gattungsgemäßes Kühlsystem ist beispielsweise in der DE 10 2004 018 036 A1 offenbart. Die bekannten Kühleinrichtungen erweisen sich als nachteilig, da diese eine Kühlung der in der Nähe der Abgasanlage befindlichen Lager bzw. Gelenke beim abgestellten Kraftfahrzeug nicht ermöglichen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kühleinrichtung für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs gemäß der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art unter Vermeidung der genannten Nachteile derart weiterzubilden, dass eine ausreichende Kühlung der in der Nähe der Abgasanlage befindlichen Lager bzw. Gelenke auch nach Abstellung des Kraftfahrzeugs gewährleistet ist.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 in Verbindung mit seinen Oberbegriffsmerkmalen gelöst.
Die Unteransprüche bilden vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass der insbesondere nach einer Hochlastfahrt unter dem Kraftfahrzeug zu beobachtende Hitzestau sich nachteilig auf die Lebensdauer der in diesem Bereich befindlichen Lager bzw. Gelenke auswirkt.
Nach der Erfindung umfasst die Kühleinrichtung für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs im Wesentlichen einen Wärmetauscher, der über Leitungen mit der Brennkraftmaschine in Verbindung steht und einen dem Wärmetauscher zugeordneten Ventilator zur Erzeugung eines zusätzlichen Luftstroms. Erfindungsgemäß steht der Ventilator mit mindestens einer, eine Eintritts- und Austrittsöffnung aufweisende Bypassleitung in Wirkverbindung, wobei die Eintrittsöffnung der Bypassleitung dem Ventilator zugeordnet ist und einen Teil des von dem Ventilator erzeugten Kühlluftstroms aufnimmt und die Austrittsöffnung der Bypassleitung auf ein Lager oder Gelenk ausgerichtet ist.
In vorteilhafter Weise wird durch das erfindungsgemäße Vorsehen der Bypassleitung ausgenützt, dass nach einer Hochlastfahrt bei abgestelltem Motor der Ventilator bis zu 10 Minuten zur Kühlung weiterläuft. Ein Teil dieser durch den Ventilator erzeugten Kühlluft wird nun erfindungsgemäß dazu verwendet, ein Lager oder Gelenk über die Bypassleitung gezielt mit Kühlluft zu versorgen. Auf eine einfache Art und Weise wird durch die erfindungsgemäße Ausbildung die Gefahr des Auftretens eines Hitzestaus unter dem Kraftfahrzeug nach einer Volllastfahrt vermindert, was sich vorteilhaft auf die in diesem Bereich befindlichen Lager bzw. Gelenke auswirkt.
Vorzugsweise ist die Bypassleitung verzweigend, mehrere Austrittsöffnungen aufweisend ausgebildet. Dies hat den Effekt, dass mit einer einzigen Bypassleitung die Kühlung mehrerer Lager und/oder Gelenke ermöglicht ist. Die Anordnung lediglich einer Bypassleitung zur Kühlung mehrerer Lager und/oder Gelenke erweist sich als vorteilhaft, da hierdurch eine platzsparende Anordnung gewährleistet ist.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Bypassleitung derart seitlich am Ventilator angeordnet und/oder die Bypassleitung bzw. die Eintrittsöffnung der Bypassleitung ist derart dimensioniert, dass lediglich ein begrenzter Anteil des von dem Ventilator erzeugten Kühlluftstroms von der Bypassleitung abgezweigt wird. Dies hat den Effekt, dass lediglich ein verhältnismäßig geringer Anteil der von dem Ventilator erzeugten Kühlluft zur Kühlung der Lager bzw. Gelenke verwendet wird, sodass eine ausreichende Kühlung der Wärmetauschers nach wie vor gewährleistet ist.
Gemäß einer anderen Ausführungsart ist in der Bypassleitung ein Drosselelement angeordnet, welches mit einer Steuer-/Regeleinheit in Wirkverbindung steht. Über das Drosselelement ist der Durchflussmenge des Kühlluftstroms durch die Bypassleitung steuer-/regelbar. Die Verwendung eines Drosselelements zur Einstellung der über die Bypassleitung abzuzweigenden Kühlluftstroms erweist sich als vorteilhaft, da hierdurch eine exaktere Einstellung der Durchflussmenge ermöglicht ist.
Vorzugsweise ist das Drosselelement während der Fahrt des Kraftfahrzeugs vollständig geschlossen, d. h. im Fahrtbetrieb findet keine zusätzliche Kühlung der Lager bzw. Gelenke über die Bypassleitung statt. Dies erweist sich als vorteilhaft, da während der Fahrt des Kraftfahrzeugs eine ausreichende Kühlung der entsprechenden Lager bzw. Gelenke über den Fahrtwind sichergestellt ist, sodass der von dem Ventilator erzeugte Kühlluftstrom vollständig zur Kühlung des Wärmetauschers zur Verfügung steht.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben. In der Beschreibung, in den Ansprüchen und in der Zeichnung werden die in der unten angefügten Liste der Bezugszeichen verwendeten Begriffe und zugeordnete Bezugszeichen verwendet.
In der Zeichnung bedeuten:
1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer an einer Kühleinrichtung eines Kraftfahrzeugs angeordneten erfindungsgemäßen Bypassleitung, und
2 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer Bypassleitung.
1 zeigt mehr oder minder schematisch einen Teilbereich einer Vorderradaufhängung eines Kraftfahrzeugs, sowie eine insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnete Kühleinrichtung für eine Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs.
Die Kühleinrichtung 10 umfasst in bekannter Art und Weise im Wesentlichen einen ein Kühlmittel aufweisenden Wärmetauscher, der über entsprechende Leitungen zur Kühlung mit der Brennkraftmaschine in Wirkverbindung steht und einen in Fahrtrichtung betrachtet vor dem Wärmetauscher angeordneten Ventilator 12. Auf eine Darstellung der allgemein bekannten Komponenten Wärmetauscher, Leitungen, Brennkraftmaschine, sowie der in unmittelbare Nähe zur Brennkraftmaschine angeordneten Abgasanlage wurde vorliegend aus Gründen der Übersichtlichkeit verzichtet.
Der Ventilator 12 steht mit einer eine Eintrittsöffnung 14 und eine Austrittsöffnung 16 aufweisende Bypassleitung 18 in Wirkverbindung. Die Eintrittsöffnung 14 der Bypassleitung 18 ist vorliegend seitlich am Ventilator 12 angeordnet und die Austrittsöffnung 16 der Bypassleitung 18 ist auf einen Gelenkwellenbalg 20 der Vorderradauhängung ausgerichtet.
Wird nun das Kraftfahrzeug nach einer Hochlastfahrt, wie beispielsweise Bergfahrt, abgestellt, so läuft der Ventilator 12 der Kühleinrichtung 10 noch einige Minuten nach, um die Temperatur des in dem Wärmetauscher befindlichen Kühlmittels zu verringern. Über die Eintrittsöffnung 14 der Bypassleitung 16 wird ein Teil dieser Kühlluft aufgenommen, über die Bypassleitung 16 umgeleitet und gezielt über die Austrittsöffnung 16 am Gelenkwellenbalg 20 ausgegeben.
Hierdurch wird das Auftreten eines Hitzestau unter dem stehenden Fahrzeugs weitestgehend verhindert. D. h. eine ausreichende Kühlung des Gelenkwellenbalgs 20 ist auch nach einer Hochlastfahrt bei stehenden Fahrzeug sichergestellt, sodass eine Schädigung des Gelenkwellenbalgs 20 erfolgreich verhindert wird.
Durch die seitliche Anordnung der Bypassleitung 18 am Ventilator 12 ist zudem gewährleistet, dass nur ein verhältnismäßig geringer Anteil des von de Ventilator 12 erzeugten Kühlluftstroms umgeleitet wird, sodass noch eine ausreichende Kühlleistung zur Kühlung des Kühlmittels vorhanden ist.
2 zeigt eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bypassleitung 18. Die Bypassleitung 18 ist vorliegend verzweigend ausgebildet und weist mehrere Austrittsöffnungen 16 auf. Die Austrittsöffnungen 16 sind jeweils auf Kugelgelenk 22a–22d ausgerichtet.
Durch die verzweigende Ausbildung der Bypassleitung 18 ist eine platzsparende Belüftung mehrerer Kugelgelenke 22a–22d gewährleistet.
Zudem weist die Bypassleitung 18 ein, hier nicht dargestelltes, Drosselelement auf. Über eine entsprechende Steuer-/Regeleinrichtung ist die Durchflussmenge des Kühlluftstroms durch die Bypassleitung steuer-/regelbar.
So ist insbesondere einstellbar, dass im Fahrbetrieb das Drosselelement geschlossen ist, d. h. keine Kühlluft wird über die Bypassleitung 18 umgeleitet. Hierdurch ist sichergestellt, dass die Belüftung der Kugelgelenke 22a–22d auf den Betriebszustand "stehendes Fahrzeug" beschränkt ist, da nur für diesen Betriebszustand eine entsprechend zusätzliche Kühlung notwendig ist.

10: Kühleinrichtung
12: Ventilator
14: Eintrittsöffnung
16: Austrittsöffnung
18: Bypassleitung
20: Gelenkwellenbalg
22a: Kugelgelenk
22b: Kugelgelenk
22c: Kugelgelenk
22d: Kugelgelenk

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 102004018036 A1 [0004]

Claims

Kühleinrichtung (10) für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, umfassend einen Wärmetauscher, der über Leitungen mit der Brennkraftmaschine in Verbindung steht, und einen dem Wärmetauscher zugeordneten Ventilator (12) zur Erzeugung eines zusätzlichen Kühlluftstroms dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilator (12) mit mindestens einer, eine Eintritts- und Austrittsöffnung (14, 16) aufweisende Bypassleitung (18) in Wirkverbindung steht, deren Eintrittsöffnung (14) dem Ventilator (12) zugeordnet ist und deren Austrittsöffnung (16) auf ein Lager (22a–22d) oder Gelenk (20) ausgerichtet ist.
Kühleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bypassleitung (18) verzweigend, mehrere Austrittsöffnungen (16) aufweisend ausgebildet ist.
Kühleinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Eintrittsöffnung (14) der Bypassleitung (18) seitlich am Ventilator (12) angeordnet ist.
Kühleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der Bypassleitung (18) ein Drosselelement angeordnet ist, welches mit einer Steuer-/Regeleinheit in Wirkverbindung steht.
Kühleinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Drosselelement im Fahrtbetrieb des Kraftfahrzeugs vollständig geschlossen ist.