DE102009032601A1

DE102009032601A1 - Cooling unit for internal-combustion engine of motor vehicle, has circularly formed cooler enclosing fan assembly that is designed as cross-flow blower in sections of circumferential and/or axial directions

Info

Publication number: DE102009032601A1
Application number: DE102009032601A
Authority: DE
Inventors: Peter Gebauer
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2009-07-10
Filing date: 2009-07-10
Publication date: 2011-01-13

Abstract

The unit has a circularly formed cooler (1) standing in fluid connection with an internal combustion engine (7). A cooling agent flows into the circularly formed cooler. The circularly formed cooler encloses a fan assembly (2) that is designed as a cross-flow blower in sections of circumferential and/or axial directions. The cooler includes a number of heat exchanger pipes (9) running in axial direction and/or circumferential direction. The adjacent heat exchanger pipes are spaced from each other for cooling air supply and/or cooling air removal.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kühleinheit für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges mit einem von einem Kühlmedium durchströmbaren und mit der Brennkraftmaschine in Fluidverbindung stehenden Kühler.The The present invention relates to a refrigeration unit for an internal combustion engine of a motor vehicle with one of a Coolant flowed through and with the internal combustion engine in fluid communication cooler.

Brennkraftmaschinen zum Antrieb von Kraftfahrzeugen, beispielsweise Verbrennungsmotoren oder Brennstoffzellen, erzeugen Wärme, die zur Vermeidung einer übermäßigen Erhitzung der Motorkomponenten aus dem Motorraum des Kraftfahrzeugs abzuführen ist. Ein sowohl mit dem Motor und mit einem zugeordneten Kühler gekoppelter Kühlkreislauf wälzt typischerweise ein Kühlfluid stetig um. So wird von der Brennkraftmaschine Wärme auf das Kühlfluid übertragen. Das Kühlfluid strömt von der Brennkraftmaschine zu einem Kühler, der als Wärmetauscher fungiert und eine Wärmeübertragung vom Kühlfluid auf die Umgebungsatmosphäre ermöglicht.Internal combustion engines for driving motor vehicles, such as internal combustion engines or Fuel cells, generate heat, which helps to avoid excessive Heating the engine components from the engine compartment of the motor vehicle is payable. One with both the engine and one associated radiator coupled cooling circuit typically circulates a cooling fluid steadily. So Heat is transferred from the engine to the cooling fluid. The cooling fluid flows from the engine to a cooler that acts as a heat exchanger and a heat transfer from the cooling fluid allowed on the ambient atmosphere.

Übliche Kühler sind von Umgebungsluft, insbesondere von einem vom Fahrtwind des Fahrzeuges abzweigbaren Luftstrom um- oder durchströmbar, um einen ausreichenden Wärmeaustausch zur Verfügung stellen zu können. Bei geringer Fahrzeuggeschwindigkeit oder bei Stillstand des Fahrzeuges ist es ergänzend erforderlich, einen den Kühler beaufschlagenden Luftstrom, etwa mittels eines Gebläses zu erzeugen.usual Coolers are from ambient air, especially from one of Wind of the vehicle branchable air flow can flow around or through, to provide adequate heat exchange to be able to make. At low vehicle speed or when the vehicle is at a standstill, it is additionally necessary an air flow acting on the radiator, for instance by means of to produce a blower.

Herkömmliche Fahrzeugkühleinheiten umfassen hierfür ein Axialgebläse, das beispielsweise vor dem Kühler positioniert ist. Dieses wird temporär aktiviert, wenn eine, etwa durch Fahrtwind bedingte natürliche Luftströmung für eine ausreichende Wärmeabfuhr nicht ausreichend ist. Der Kühler selbst weist typischerweise eine rechteckige oder quadratische Grundgeometrie auf und benötigt entsprechenden Bauraum, typischerweise im Bereich der Frontpartie des Fahrzeuges.conventional Vehicle cooling units include an axial fan for this purpose, which is positioned, for example, in front of the radiator. This is activated temporarily, if one, for example by airstream conditioned natural air flow for sufficient heat dissipation is not sufficient. Of the Radiator itself typically has a rectangular or square basic geometry and requires appropriate Space, typically in the area of the front of the vehicle.

Es erweist sich bei derartigen Kühleinheiten als nachteilig, dass ein vor dem Kühler angeordnetes Axialgebläse den Kühler selbst zumindest teilweise strömungstechnisch blockiert. Beispielsweise verdeckt die Nabe eines solchen Axialgebläses, in der sich meist der Motor und ihr Lager befinden, nicht unerhebliche Bereiche des Kühlers und seiner Kühlfläche. Hinzu kommt, dass sich die von einem unmittelbar vor dem rechteckigen Kühler angeordneten Axialgebläse erzeugte Luftströmung verhältnismäßig ungleichmäßig über die vom Kühler zur Verfügung gestellte Kühlfläche verteilt.It proves to be disadvantageous in such cooling units, that is arranged in front of the radiator axial fan the cooler itself at least partially fluidic blocked. For example, hides the hub of such axial fan, in which most of the engine and its warehouse are located, not insignificant Areas of the radiator and its cooling surface. On top of that is that of a right in front of the rectangular one Radiator mounted axial fan generated airflow relatively uneven about the cooling surface provided by the radiator distributed.

Aus der DE 10 2004 028 697 B4 ist beispielsweise eine Kühleinheit mit einem Kühler, einer ersten sowie einer zweiten Lüfteranordnung bekannt. Die erste Lüfteranordnung umfasst dabei einen vor dem Kühler angeordneten Querstromlüfter, während die zweite Lüfteranordnung einen hinter dem Kühler angeordneten Axialstromlüfter aufweist. Zwar umgeht eine solche Kühleinheit das Problem einer durch einen Axialstromlüfter bedingten Kühlflächenabdeckung. Das Vorsehen zweier, jeweils vor und hinter einem Kühler angeordneter Lüfter ist jedoch hinsichtlich einer platz- und bauraumeinsparenden Ausgestaltung und Anordnung einer Kühleinheit von Nachteil.From the DE 10 2004 028 697 B4 For example, a cooling unit with a radiator, a first and a second fan assembly is known. The first fan arrangement in this case comprises a cross-flow fan arranged in front of the cooler, while the second fan arrangement has an axial-flow fan arranged behind the cooler. Although such a cooling unit circumvents the problem of caused by an axial flow fan cooling surface cover. However, the provision of two, respectively arranged in front of and behind a radiator fan is in terms of space and space-saving design and arrangement of a cooling unit of disadvantage.

Der vorliegenden Erfindung liegt insoweit die Aufgabe zugrunde, eine hinsichtlich Platzbedarf und Kühlleistung verbesserte bzw. optimierte Kühleinheit für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs zur Verfügung zu stellen. Die erfindungsgemäße Kühleinheit soll sich zudem durch verhältnismäßig geringe Betriebsgeräusche sowie durch eine universelle Verwendbarkeit für unterschiedliche wärmeerzeugende Komponenten eines Kraftfahrzeuges auszeichnen.Of the The present invention is based on the object, a in terms of space requirements and cooling performance improved or optimized cooling unit for an internal combustion engine a motor vehicle to provide. The cooling unit according to the invention should also be relatively small Operating noise as well as by a universal usability for different heat-generating components of a motor vehicle.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird mittels einer Kühleinheit nach dem unabhängigen Patentanspruch 1 sowie mit einem Kraftfahrzeug gemäß Patentanspruch 13 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.The The problem underlying the invention is achieved by means of a cooling unit according to independent claim 1 and with a Motor vehicle solved according to claim 13. Advantageous embodiments of the invention are in the dependent Claims specified.

Die erfindungsgemäße Kühleinheit ist zumindest für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges vorgesehen. Sie weist einen ringförmig ausgebildeten und von einem Kühlmedium durchströmbaren Kühler auf, der zumindest mit der Brennkraftmaschine in Fluidverbindung steht. Durch Umwälzung eines in einem entsprechenden Kühlkreislauf befindlichen Kühlmediums kann somit die von der Brennkraftmaschine, einem Verbrennungsmotor oder einer Brennstoffzelle generierte thermische Energie zum Kühler transportiert und dort durch Wärmeaustausch mit der Umgebungsluft an die Umgebungsatmosphäre abgeführt werden.The Cooling unit according to the invention is at least provided for an internal combustion engine of a motor vehicle. It has a ring-shaped and a Coolant flowing through cooler, which is at least in fluid communication with the internal combustion engine. By circulating one in a corresponding cooling circuit located cooling medium can thus by the internal combustion engine, an internal combustion engine or a fuel cell generated thermal Energy is transported to the radiator and there by heat exchange discharged with the ambient air to the ambient atmosphere become.

Der im Querschnitt ringförmig ausgebildete Kühler ist ferner mit einer als Querstromgebläse ausgebildeten Lüfteranordnung versehen. Der Kühler bzw. seine vom Kühlmedium durchströmbaren Komponenten umschließen das Querstromgebläse dabei in Umfangs- und/oder Axialrichtung zumindest bereichsweise.Of the in cross section annular radiator is further formed with a cross-flow blower Fan arrangement provided. The cooler or his Surround by the cooling medium permeable components the crossflow fan in the circumferential and / or axial direction at least in certain areas.

Erfindungsgemäß ist somit vorgesehen, den Kühler, insbesondere die von einem Kühlmedium durchströmbaren Leitungen oder Kühllamellen über den Außenumfang eines Querstromgebläses herum anzuordnen. Auf diese Art und Weise kann erreicht werden, dass Kühlluft in das Innere des Kühlers angesaugt, dort verwirbelt und anschließend wieder nach außen abgeführt wird. Es erweist sich dabei als vorteilhaft, dass die Lüfteranordnung keine Kühlkomponenten oder Kühllamellen strömungstechnisch verdeckt.According to the invention, it is thus provided to arrange the cooler, in particular the lines or cooling fins through which a cooling medium can flow, over the outer circumference of a crossflow fan. In this way it can be achieved that cooling air is sucked into the interior of the cooler, there swirled and then discharged again to the outside. It turns out to be advantageous that the fan assembly no cooling components or cooling fins concealed fluidically.

Zudem kann durch die aufeinander abgestimmte Geometrie eines ringförmigen Kühlers einer daran angepassten Lüfterwalze eine weitgehend gleichmäßige Beaufschlagung eines kühlenden Luftstroms auf den Kühler erfolgen. Daneben kann durch die ringförmige oder walzenartige Ausgestaltung des Kühlers dessen Gesamtkühlfläche im Vergleich zur Ausgestaltung eines quadratisch oder rechteckig ausgebildeten Kühlers in vorteilhafter Weise vergrößert werden, ohne dass es hierzu eines erhöhten Bauraumes bedarf.moreover can through the coordinated geometry of an annular Cooler adapted to a fan roller one largely uniform admission of a cooling Air flow to the radiator done. In addition, by the annular or roller-like configuration of the radiator its total cooling area compared to the design a square or rectangular shaped radiator be increased in an advantageous manner, without that this requires an increased space.

Nach einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Kühler im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet ist und die Lüfteranordnung in Umfangs- und/oder in Axialrichtung vollständig umschließt. Der Kühler bzw. dessen Kühlrohre und/oder Kühllamellen bilden ein kühlluftdurchlässiges Gehäuse für die als Querstromgebläse ausgebildete Lüfteranordnung.To a first advantageous embodiment of the invention is provided that the radiator is formed substantially cylindrical is and the fan assembly in the circumferential and / or axial direction completely encloses. The cooler or form the cooling tubes and / or cooling fins a cool air-permeable housing for designed as a cross-flow fan fan assembly.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung erweist es sich als vorteilhaft, wenn der Kühler eine Vielzahl von in Axialrichtung verlaufende Wärmetauscherrohre oder Kühlmittelleitungen aufweist. Diese verlaufen sozusagen in der vom Kühler gebildeten Zylinderwand. Die von der Lüfteranordnung erzeugbare Kühlluftströmung ist im Wesentlichen senkrecht hierzu ausgerichtet. Das heißt, durch Rotation der Lüfterwalze wird einerseits ein die Wärmetauscherrohre radial nach innen sowie radial nach außen umströmender Kühlluftstrom erzeugt.To In a further embodiment of the invention, it proves to be advantageous when the radiator has a plurality of axially extending ones Having heat exchanger tubes or coolant lines. These run, so to speak, in the cylinder wall formed by the radiator. The cooling air flow that can be generated by the fan arrangement is oriented substantially perpendicular thereto. This means, by rotation of the fan roller on the one hand a Heat exchanger tubes radially inward and radially to generated outside flowing cooling air flow.

Ergänzend oder alternativ kann nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung jedoch auch vorgesehen werden, dass der Kühler eine Vielzahl von in Umfangsrichtung verlaufende Wärmetauscherrohre aufweist. Diese können beispielsweise einen spiral- oder helixartigen Verlauf in Bezug auf die Zylinderlängsachse aufweisen.additional or alternatively, according to a further embodiment of the invention However, also be provided that the radiator a variety of Having circumferentially extending heat exchanger tubes. These can be, for example, a spiral or helical type Have history with respect to the cylinder axis.

Von Vorteil ist nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass zueinander benachbart angeordnete Wärmetauscherrohre des Kühlers zumindest bereichsweise beabstandet voneinander angeordnet sind, um ein Durchströmen und Umströmen von Kühlluft zum Zwecke der Kühlluftzufuhr und/oder Kühlluftabfuhr zu ermöglichen. Die einzelnen Wärmetauscherrohre können dabei sowohl in Umfangs- als auch in Radialrichtung sowie in Axialrichtung zueinander beabstandet angeordnet sein und entsprechend beabstandet zueinander verlaufen.From Advantage is provided according to a further embodiment of the invention, that adjacent to each other arranged heat exchanger tubes the cooler at least partially spaced from each other are arranged to flow through and recirculation of cooling air for the purpose of cooling air supply and / or To allow cooling air discharge. The individual heat exchanger tubes can both in the circumferential and in the radial direction and spaced from each other in the axial direction and correspondingly spaced from each other.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Kühler zumindest zwei Kühlsegmente aufweist, welche jeweils mit unterschiedlichen Kühlkreisläufen des Kraftfahrzeuges strömungstechnisch in Verbindung stehen. Die einzelnen Kühlsegmente können dabei beispielsweise als Ladeluftkühler, als Kondensator eines Klimamoduls und/oder als Wasserkühler der Brennkraftmaschine ausgebildet sein.To a further advantageous embodiment of the invention is provided that the cooler has at least two cooling segments, which each with different cooling circuits of the motor vehicle fluidically connected. The individual cooling segments can for example as intercooler, as a condenser of a climate module and / or be designed as a water cooler of the internal combustion engine.

Dabei ist ferner denkbar, dass die entsprechenden Kühlsegmente der erfindungsgemäßen Kühleinheit mit einem Ladeluftkühler, einem Kondensator eines Klimamoduls und/oder mit einem Kühlkreislauf der Brennkraftmaschine in Fluidverbindung stehen. Durch die Kopplung des Kühlers an eine Vielzahl unterschiedlicher Kühlkreisläufe kann die erfindungsgemäße Kühleinheit universell zur Kühlung unterschiedlicher Fahrzeugkomponenten eingesetzt werden.there is also conceivable that the corresponding cooling segments the cooling unit according to the invention with a charge air cooler, a condenser of a climate module and / or with a cooling circuit of the internal combustion engine in fluid communication. By coupling the radiator to a variety of different cooling circuits can the cooling unit according to the invention Universal for cooling different vehicle components be used.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Kühler bzw. seine im Querschnitt ringartig ausgebildete Kühlerwand von zumindest einer Luftleiteinrichtung durchsetzt ist. Die Luftleiteinrichtung, welche in einfacher Ausgestaltung als Luftleitblech ausgebildet sein kann, definiert zumindest einen Luftleitkanal, entlang dem zugeführte Kühlluft in das Innere des Kühlers angesaugt und nach einer durch die Ausgestaltung der Lüfteranordnung bedingten strömungstechnischen Umlenkung wieder abgegeben werden kann.To a further advantageous embodiment of the invention is provided that the radiator or its cross-sectionally annular design Radiator wall penetrated by at least one louver is. The louver, which in a simple design can be designed as an air guide, defines at least one Air duct, along the supplied cooling air sucked into the interior of the radiator and after a through the design of the fan assembly conditional fluidic Redirection can be discharged again.

Die Luftleiteinrichtung steht vorzugsweise mit an der Fahrzeugfront vorgesehenen Strömungskanälen strömungstechnisch in Verbindung. Durch ggf. verstellbar angeordnete Luftleitbleche oder -Klappen kann insbesondere die Luftzufuhr zum Kühler reguliert werden. Dadurch dass die Luftleiteinrichtung die Kühlerwand in Radialrichtung durchsetzt, kann der ringförmig bzw. zylindrisch ausgebildete walzenartige Kühler in eine Saugseite und in eine Druckseite aufgeteilt werden.The The louver is preferably located on the front of the vehicle provided flow channels fluidically in connection. By possibly adjustable arranged baffles or flaps can in particular the air supply to the radiator be regulated. Characterized in that the louver the radiator wall penetrated in the radial direction, the annular or cylindrical trained roller-type cooler in a suction side and split into a printed page.

Die Aufteilung der Kühlsegmente des Kühlers kann dabei an die Positionierung und Ausgestaltung der Luftleiteinrichtung angepasst sein. Die typischerweise in Fahrtrichtung des Fahrzeugs liegende Seite des Kühlers befindet sich auf der Saugseite der Lüfteranordnung. Im Betrieb wird dieser, in Fahrtrichtung vorn liegende Bereich des Kühlers typischerweise von verhältnismäßig kühler Umgebungsluft beaufschlagt, die in Radialrichtung gesehen von außen nach innen strömt.The Division of the cooling segments of the cooler can thereby to the positioning and design of the louver be adjusted. The typically in the direction of travel of the vehicle lying side of the radiator is located on the suction side the fan assembly. In operation, this is, in the direction of travel The front region of the radiator is typically of a relative size Cool ambient air is applied, in the radial direction seen from outside to inside.

Dabei ist nach weiteren bevorzugten Ausgestaltungen der Erfindung vorgesehen, solche Kühlsegmente, welche einer im Vergleich zu anderen Kühlsegmenten erhöhten Kühlleistungen bedürfen, im Bereich der Saugseite, insbesondere in einem in Fahrtrichtung vorn liegenden Abschnitt des Kühlers anzuordnen. Entsprechend ist vorgesehen, jene Kühlsegmente, welche demgegenüber nur eine vergleichsweise geringe Kühlung zu erbringen haben, an der Druckseite des Kühlers vorzusehen, welche im Betrieb typischerweise von bereits erwärmter Kühlluft um- oder durchströmt wird.In this case, according to further preferred embodiments of the invention, such cooling segments, which require an increased cooling performance compared to other cooling segments, to be arranged in the region of the suction side, in particular in a forward direction of the section of the radiator. Accordingly, those are provided Cooling segments, which have to provide contrast, only a comparatively low cooling to provide on the pressure side of the cooler, which is typically flows around or flows through already heated cooling air during operation.

Dabei kann insbesondere vorgesehen werden, einen Kondensator eines Klimamoduls und/oder einen Ladeluftkühler bevorzugt an der Saugseite der Kühleinrichtung anzuordnen und/oder solche Kühlsegmente, die eine vergleichsweise geringere Kühlung benötigen, wie etwa Wasserkühler, Motorölkühler, Getriebeölkühler oder Abgaskühler an der Druckseite der Kühleinheit, folglich dem Motor des Fahrzeugs zugewandt, vorzusehen. Vorzugsweise erstrecken sich die einzelnen Kühlmodule dabei vollständig über die axiale Breite der gesamten Kühleinheit.there can be provided in particular, a capacitor of a climate module and / or a charge air cooler preferably on the suction side to arrange the cooling device and / or such cooling segments, which require comparatively less cooling, such as water cooler, engine oil cooler, Transmission oil cooler or exhaust gas cooler on the pressure side of the cooling unit, hence the engine of the Vehicle facing provided. Preferably, the extend individual cooling modules completely over the axial width of the entire cooling unit.

Die auf diese Art und Weise bereits erwärmte, in den Innenraum des walzenartigen Kühlers gelangende Kühlluft wird dann durch die von der Luftleiteinrichtung definierten Strömungsverhältnisse der Lüfteranordnung, etwa der Fahrtrichtung entgegengesetzt, nach oben und/oder nach unten aus dem Kühlerinnenraum nach außen herausgeführt.The already warmed up in this way, in the interior the roller-like cooler reaching cooling air is then determined by the flow conditions defined by the louver the fan assembly, opposite to the direction of travel, upwards and / or downwards from the interior of the cooler led out the outside.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass sich der Kühler in Einbaulage im Kraftfahrzeug im Wesentlichen in Fahrzeugquerrichtung erstreckt.To a further advantageous embodiment of the invention is provided that the radiator in installation position in the motor vehicle in Substantially extends in the vehicle transverse direction.

Von Vorteil ist ferner vorgesehen, dass die Zylinderachse des Kühlers und die Drehachse der im Innenbereich des Kühlers drehbar gelagerten Lüfterwalze der Lüfteranordnung nahezu oder im Wesentlichen zusammenfallen. Durch eine aufeinander abgestimmte Geometrie von Lüfteranordnung und Kühler kann in besonders vorteilhafter Weise eine besonders gleichmäßige Beaufschlagung des Kühlers durch Kühlluft erfolgen.From Advantage is further provided that the cylinder axis of the radiator and the rotation axis of the interior of the radiator rotatable mounted fan roller of the fan assembly almost or essentially coincide. Through a coordinated Geometry of fan assembly and radiator can in a particularly advantageous manner a particularly uniform Apply the cooler by cooling air.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Lüfterwalze der Lüfteranordnung zumindest zwei im Wesentlichen kreisförmige Endscheiben aufweist, an deren Umfang verteilt befestigte und axial verlaufende Lüfterschaufeln angeordnet sind.To a further advantageous embodiment of the invention is provided that the fan roller of the fan assembly at least has two substantially circular end plates, At the periphery distributed fixed and axially extending fan blades are arranged.

Derartige Lüfterwalzen, wie sie typischerweise in einem Querstromgebläse Verwendung finden bewirken eine vergleichsweise großflächige homogene Luftströmung. Es können dabei vergleichsweise große Luftmengen besonders gleichmäßig über eine breite Eintritts- als auch Austrittsfläche eingezogen und abgegeben werden. Darüber hinaus kann eine solche Lüfteranordnung besonders leise konstruiert werden, da bereits bei im Vergleich zu einem Axialgebläse geringeren Drehzahlen des Lüfterrades vor den vorliegenden Einsatzzweck ausreichend hohe Luftdrücke erzeugt werden.such Fan rollers, as typically in a cross-flow fan Find use cause a comparatively large area homogeneous air flow. It can be comparatively large Air flows over evenly a wide entrance and exit surface fed and be delivered. In addition, such a fan assembly be designed very quiet, since already in comparison to an axial fan lower speeds of the fan wheel sufficiently high air pressures before the present application be generated.

Daneben erweist es sich von Vorteil, dass der Antrieb einer Lüfterwalze eines Querstromgebläses außerhalb des Luftstroms, etwa seitlich und in axialer Verlängerung zur Walzenachse angeordnet sein kann. Im Unterschied zu einem Axialgebläse wird der von Kühlluft durchströmbare Querschnitt der Lüfteranordnung nicht oder nur in einem weitaus geringeren Maße konstruktionsbedingt bereichsweise blockiert oder abgedeckt.Besides proves to be an advantage that the drive of a fan roller a cross-flow fan outside the air flow, approximately laterally and in axial extension to the roll axis can be arranged. Unlike an axial fan is the flow of cooling air through the cross section of the fan assembly not or only to a much lesser extent due to design partially blocked or covered.

Nach einem weiteren unabhängigen Aspekt betrifft die Erfindung ferner ein Kraftfahrzeug, welches mit einer erfindungsgemäßen Kühleinheit ausgestattet ist.To Another independent aspect relates to the invention Furthermore, a motor vehicle, which with a inventive Cooling unit is equipped.

Weitere Ziele, Merkmale sowie vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen erläutert. Dabei bilden sämtliche im Text als auch in den Figuren wiedergegebenen Merkmale in Alleinstellung als auch in sinnvollen Kombinationen untereinander den Gegenstand der vorliegenden Erfindung.Further Objectives, features and advantageous embodiments of the invention are in the following description of embodiments based explained the drawings. All form in the text as well as in the figures reproduced features in isolation as well as in meaningful combinations with each other the object of the present invention.

Es zeigen:It demonstrate:

1 eine schematische Querschnittsdarstellung einer erfindungsgemäßen in einem Kraftfahrzeug angeordneten Kühleinheit und 1 a schematic cross-sectional view of a cooling unit according to the invention arranged in a motor vehicle and

2 eine schematische Darstellung eines insgesamt drei Kühlsegmente aufweisenden walzen- oder zylinderartig ausgebildeten Kühlers. 2 a schematic representation of a total of three cooling segments having roller or cylinder-like cooler.

In der Darstellung gemäß 1, welche die Frontpartie eines Personenkraftwagens (Pkw) wiedergibt, steht eine schematisch als Block dargestellte Brennkraftmaschine 7 strömungstechnisch mit einem zylindrisch ausgebildeten Kühler 1 in Verbindung. Der im Querschnitt dargestellte Kühler 1 weist eine Vielzahl von in Axialrichtung und in Fahrzeugquerrichtung verlaufende Kühlleitungen 9 auf, die ggf. und in vorteilhafter Ausgestaltung mit einzelnen Kühllamellen ausgestattet sein können.In the illustration according to 1 , which reproduces the front end of a passenger car (car), is an internal combustion engine shown schematically as a block 7 fluidically with a cylindrically shaped radiator 1 in connection. The radiator shown in cross-section 1 has a plurality of extending in the axial direction and in the vehicle transverse direction cooling lines 9 on, which may optionally be equipped with individual cooling fins and in an advantageous embodiment.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Kühler 1 zylindrisch ausgebildet und umschließt eine im Innenraum des Kühlers 1 drehbar angeordnete Lüfteranordnung 2 vollständig. Die Lüfteranordnung 2umfasst ein Querstromgebläse, welches zumindest zwei in Axialrichtung voneinander beabstandete, in 1 nicht explizit gezeigte, Endscheiben aufweist, an deren Umfang verteilt befestigte und axial verlaufende in Radialrichtung gebogene Lüfterschaufeln 13 angeordnet sind.In the illustrated embodiment, the radiator 1 cylindrically formed and encloses a in the interior of the radiator 1 rotatably arranged fan assembly 2 Completely. The fan arrangement 2 comprises a cross-flow fan, which at least two axially spaced apart, in 1 not explicitly shown, end disks distributed around the circumference fixed and axially extending radially bent fan blades 13 are arranged.

Die Lüfterwalze der Lüfteranordnung 2 ist dabei drehbar an einer Drehachse 8 gelagert, die im Wesentlichen mit der Zylinderlängsachse des Walzenkühlers 1 zusammenfällt. Die einzelnen, vorzugsweise mit Kühllamellen versehenen Kühlleitungen 9 des Kühlers 1 sind derart beabstandet voneinander ausgebildet, dass eine von außen zuführbare Luftströmung 14 durch die Zylinderwand des Kühlers 1 hindurch in den Innenraum des Kühlers einströmen kann.The fan roller of the fan assembly 2 is rotatable on a rotation axis 8th mounted substantially with the cylinder longitudinal axis of the roller cooler 1 coincides. The individual, preferential wise provided with cooling fins cooling lines 9 the radiator 1 are formed spaced apart from each other so that an externally supplied air flow 14 through the cylinder wall of the radiator 1 can flow through into the interior of the radiator.

Die von außen zuführbare, verhältnismäßig kalte Kühlluft 14 wird dabei in einem zwischen den Luftleitblechen 3, 4 gebildeten Bereich über die gesamte Axialerstreckung der Lüfterwalze angesaugt. Sie strömt in das Innere des Kühlers 1, wird dort durch Luftwirbel, die durch Rotation der Lüfterwalze entstehen, umgelenkt und wieder radial nach außen in Richtung zur Brennkraftmaschine 7 hin beschleunigt.The externally supplied, relatively cold cooling air 14 is doing in one between the baffles 3 . 4 suctioned area formed over the entire axial extension of the fan roller. It flows into the interior of the radiator 1 , There is deflected by air turbulence caused by rotation of the fan roller, and again radially outward in the direction of the internal combustion engine 7 accelerated.

Die von der Lüfterwalze zunächst angesaugte Luft 14 wird im Inneren des Kühlers 1 umgelenkt, verwirbelt und schließlich als Abluft 15 durch die von Kühlleitungen 9 gebildete Kühlerwand zwischen den Luftleitblechen 3 und 4 zur Brennkraftmaschine 7 hin in erwärmten Zustand wieder an die Umgebung abgegeben.The first of the fan roller sucked air 14 will be inside the radiator 1 diverted, swirled and finally as exhaust air 15 through the cooling lines 9 formed cooler wall between the baffles 3 and 4 to the internal combustion engine 7 returned in the heated state back to the environment.

Der Kühler 1 steht durch die beiden Leitungen 5, 6 mit dem Motor 7 in Fluidverbindung. Der Motor 7, die Zuleitung 5 zum Kühler 1 sowie die Ableitung zum Motor 6 bilden einen Kühlmittelkreislauf, wobei der zylindrisch bzw. walzenartig ausgebildete Kühler 1 als Wärmetauscher zur Abfuhr der vom Motor 7 erzeugen Wärme fungiert.The cooler 1 stands by the two lines 5 . 6 with the engine 7 in fluid communication. The motor 7 , the supply line 5 to the radiator 1 as well as the derivative to the engine 6 form a coolant circuit, wherein the cylindrical or roller-like design cooler 1 as a heat exchanger for the removal of the engine 7 generate heat acts.

Die beiden die Zylinderwand des Kühlers 1 durchsetzenden oder den Kühler 1 strömungstechnisch unterteilenden Luftleitbleche 3, 4 bilden eine Trennung zwischen der in Fahrtrichtung vorn liegenden Saugseite und der dem Motor 7 zugewandten Druckseite der kombinierten Kühler-Lüfter-Anordnung.The two the cylinder wall of the radiator 1 interspersed or the radiator 1 fluidically dividing air baffles 3 . 4 form a separation between the front in the direction of travel suction side and the engine 7 facing pressure side of the combined radiator fan assembly.

Zur Erzielung einer ausreichenden Kühlleistung erweist es sich als vorteilhaft, wenn die von Kühlrohren 9 gebildete Zylinderwand des Kühlers 1 eine Wandstärke aufweist, die zumindest ein Viertel bis ein Sechstel, vorzugsweise in etwa ein Fünftel des Innendurchmessers des Kühlers 1 beträgt.To achieve a sufficient cooling performance, it proves to be advantageous if the cooling tubes 9 formed cylinder wall of the radiator 1 a wall thickness which is at least a quarter to a sixth, preferably about one fifth of the inside diameter of the radiator 1 is.

Der in 1 exemplarisch mit Bezugsziffer 7 angezogene Motorbereich des Kraftfahrzeuges steht stellvertretend für sämtliche wärmeerzeugenden Komponenten des Kraftfahrzeugs, die einer Kühlung bedürfen.The in 1 by way of example with reference numeral 7 attracted engine area of the motor vehicle is representative of all heat-generating components of the motor vehicle, which require cooling.

So ist generell denkbar, dass der zylindrisch ausgebildete Kühler 1 nicht ausschließlich für die Kühlung des Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeuges, sondern auch für die Kühlung eines Ladeluftkühlers oder eines Kondensators eines Klimamoduls des Kraftfahrzeuges ausgelegt ist.So it is generally conceivable that the cylindrically shaped radiator 1 not designed exclusively for the cooling of the internal combustion engine of a motor vehicle, but also for the cooling of a charge air cooler or a condenser of a climate module of the motor vehicle.

In 2 ist ein dementsprechend in einzelne Kühlsegmente 10, 12, 16 unterteilter Kühler 11 dargestellt, wobei die einzelnen über den Umfang des Kühlers verteilt angeordneten, jeweils in Axialrichtung verlaufende Kühlrohre und -Lamellen aufweisenden Kühlsegmente 10, 12, 16 an unterschiedliche bzw. separate Kühlkreisläufe gekoppelt sind.In 2 is a correspondingly in individual cooling segments 10 . 12 . 16 divided cooler 11 illustrated, wherein the individual distributed over the circumference of the radiator arranged, each extending in the axial direction of the cooling tubes and slats cooling segments 10 . 12 . 16 are coupled to different or separate cooling circuits.

Neben einer Aufteilung des Kühlers 11 in einzelne in Umfangsrichtung benachbart zueinander angeordnete Kühlsegmente 10, 12, 16, wie in 2 dargestellt, ist auch denkbar, die einzelnen Kühlsegmente 10, 12, 16 jeweils als ein die Lüfterwalze 2 vollständig umschließendes Kühlsegment auszubilden und diese Kühlsegmente 10, 12, 16 in Axialrichtung hintereinander anzuordnen.In addition to a division of the radiator 11 in individual circumferentially adjacent to each other cooling segments 10 . 12 . 16 , as in 2 represented, is also conceivable, the individual cooling segments 10 . 12 . 16 each as a the fan roller 2 form completely enclosing cooling segment and these cooling segments 10 . 12 . 16 to be arranged one behind the other in the axial direction.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Kühlercooler
22: LüfterFan
33: LuftleiteinrichtungCowl
44: LuftleiteinrichtungCowl
55: Leitungmanagement
66: Leitungmanagement
77: Motorengine
88th: Drehachseaxis of rotation
99: Kühlleitungcooling line
1010: Kühlsegmentcooling segment
1111: Kühlercooler
1212: Kühlsegmentcooling segment
1313: LufterschaufelLufterschaufel
1414: Luftströmungairflow
1515: Luftströmungairflow
1616: Kühlsegmentcooling segment

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102004028697 B4 [0006]

Claims

Cooling unit for an internal combustion engine ( 7 ) of a motor vehicle with a ring-shaped, can be traversed by a cooling medium and at least with the internal combustion engine ( 7 ) in fluid communication cooler ( 1 ; 11 ), characterized in that the radiator ( 1 ; 11 ) designed as a cross-flow fan fan assembly ( 2 ) encloses at least partially in the circumferential and / or axial direction.

Cooling unit according to claim 1, wherein the cooler ( 1 ; 11 ) is substantially cylindrical and the fan assembly ( 2 ) completely encloses in the circumferential and / or axial direction.

Cooling unit according to one of the preceding claims, wherein the cooler ( 1 ; 11 ) a plurality of axially extending heat exchanger tubes ( 9 ) having.

Cooling unit according to one of the preceding claims, wherein the cooler ( 1 ; 11 ) has a plurality of circumferentially extending heat exchanger tubes.

Cooling unit according to one of the preceding claims 3 or 4, wherein adjacent heat exchanger tubes ( 9 ) are arranged at least partially spaced from each other for cooling air supply and / or cooling air discharge.

Cooling unit according to one of the preceding claims, wherein the cooler ( 1 ; 11 ) at least two cooling segments ( 10 . 12 . 16 ), which as intercooler, as a condenser of a climate module and / or as a water cooler of an internal combustion engine ( 1 ; 11 ) are formed and / or which are in fluid communication with a charge air cooler, a condenser of a climate module and / or with a cooling circuit of the internal combustion engine.

Cooling unit according to one of the preceding claims, wherein the cooler ( 1 ; 11 ) or its cross-sectionally annular cooler wall of at least one air guiding device ( 3 . 4 ) is interspersed.

Cooling unit according to claim 7, wherein the air guiding device ( 3 . 4 ) a suction side and a pressure side of the fan assembly ( 2 ) separated from each other.

Cooling unit according to claim 6 to 8, wherein cooling segments ( 10 ), which one compared to other cooling segments ( 12 . 16 ) require increased cooling, in the region of the suction side, in particular in a front in the direction of travel portion of the radiator ( 1 ; 11 ) are arranged.

Cooling unit according to one of the preceding claims, wherein the cooler ( 1 ; 11 ) in the installed position in the motor vehicle extends substantially in the vehicle transverse direction.

Cooling unit according to one of the preceding claims, wherein the cylinder axis ( 8th ) of the radiator ( 1 ; 11 ) and the axis of rotation of a rotatably mounted fan roller ( 2 ) of the fan assembly substantially coincide.

Cooling unit according to one of the preceding claims, wherein the fan roller of the fan assembly ( 2 ) has at least two circular end disks distributed around the circumference and arranged axially extending fan blades are arranged.

Motor vehicle with a cooling unit according to one of the preceding claims.