DE102010037615B4

DE102010037615B4 - Luftleiteinrichtung zur Kühlerabluftführung für eine Kühlereinheit

Info

Publication number: DE102010037615B4
Application number: DE102010037615.9A
Authority: DE
Inventors: Dr. Wolf Thomas
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2010-09-17
Filing date: 2010-09-17
Publication date: 2023-07-20
Anticipated expiration: 2030-09-18
Also published as: CN102407835A; CN102407835B; US20120071075A1; FR2964926B1; FR2964926A1; DE102010037615A1

Abstract

Luftleiteinrichtung zur Kühlerabluftführung für eine Kühlereinheit (7), die in einem Bugteil (2) eines Kraftfahrzeugs in seitlichen Luftleitkanälen angeordnet ist, welche frontseitige Lufteinlassöffnungen für Kühlerzuluft aufweisen und stromab hinter der Kühlereinheit (7) Kühlerabluft (K) über eine Luftauslassöffnung des Leitkanals (4) einen das Vorderrad (17) des Fahrzeugs aufnehmenden Radhaus (R) zuführbar ist, wobei die Luftauslassöffnung (6) des Luftleitkanals (4) einen quer im Fahrzeug (3) angeordnetes und aus verstellbaren Klappen (10) bestehendes Verschlusselement (11) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass sich an das Verschlusselement (11) eine in einer gemeinsamen Querebene (x-x) angeordnete Lufteintrittsöffnung (12) eines Strömungskanals (14) anschließt, dessen Luftaustrittsöffnung (15) einer Bremsscheibe (16) einer Bremsanlage im Vorderrad (17) des Fahrzeugs (3) zugerichtet ist, wobei in einer geöffneten Stellung (I) der Klappen (10) der größte Teil der Kühlerabluft (K) ins Radhaus (R) und nach außen geleitet und ein kleinerer Teil der Kühlerabluft (K) durch den Strömungskanal (14) direkt zu der Bremsscheibe (16) geleitet wird, und wobei in einer geschlossenen Stellung (II) der Klappen (10) die gesamte Kühlerabluft (K) der Bremsscheibe (16) zugeführt wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Luftleiteinrichtung zur Kühlerabluftführung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DE 37 11 682 A1 ist eine Luftleiteinrichtung zur Luftkühlung für eine Fahrzeugbremse bekannt, bei der ein an einem Einströmquerschnitt eines Leitkanals eingetretener Zuluftstrom einer zugeordneten Bremseinrichtung und einem zwangsbelüftbaren Wärmetauscher zuführbar ist.
DE 44 20 068 A1 offenbart eine Luftleiteinrichtung zur Kühlerabluftführung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
DE 10 2008 039 728 A1 , DE 38 34 119 A1 und DE 35 42 376 A1 offenbaren weiteren Stand der Technik.
Die der Bremseinrichtung zugeführte Kühlluft wird im Wesentlichen vom Abluftstrom des Wärmetauschers gebildet.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Luftleiteinrichtung zur Kühlluftführung in einem Bugteil eines Kraftfahrzeugs zu schaffen, über die ein Abluftstrom des Kühlers zum Kühlen einer Bremsscheibe einer Fahrzeugradbremse mit heranziehbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Weitere vorteilhafte Merkmale beinhalten die Unteransprüche.
Die mit der Erfindung hauptsächlich erzielten Vorteile bestehen darin, dass über die Luftleiteinrichtung einerseits die Kühlereinheit mit Zuluft beaufschlagbar und andererseits über die Kühlerabluft eine Bremsscheibe einer Radbremse für die Vorderräder kühlbar ist. Dies wird nach der Erfindung erreicht, indem in einer Luftauslassöffnung des Leitkanals ein quer im Fahrzeug vorgesehenes und aus verstellbaren Klappen bestehendes Verschlusselement angeordnet ist, an dass sich in einer gemeinsamen Querebene eine Lufteinlassöffnung eines Strömungskanals anschließt, dessen Luftaustrittsöffnung der Bremsscheibe im Vorderrad des Fahrzeugs zugerichtet ist. Die verstellbaren Klappen des Verschlusselements sind in eine geöffnete Stellung und in eine geschlossene Stellung verschwenkbar und bei geöffneter Stellung wird Kühlerabluft zur Bremsscheibe der Radbremse sowie durch den Kühler und in geschlossener Stellung wird die gesamte Kühlerabluft der Bremsscheibe zugeführt. Hierdurch wird erreicht, dass in geöffneter Stellung der Klappen sowohl die Kühlereinheit als auch die Bremsscheibe mit Kühlluft versorgt werden. In Verschlussstellung der Klappen wird die gesamte Kühlerabluft der Bremsscheibe zugeführt, was eine besonders effiziente Kühlung bewirkt. Darüber hinaus werden die aerodynamischen Eigenschaften des Kfz. verbessert. Durch den reduzierten Kühlluftstrom werden der Vorderachsauftrieb und der Luftwiderstand reduziert.
Denkbar ist, die Klappen z.B. bei Konstantfahrt in Verschlussstellung zu halten, um die aerodynamischen Eigenschaften (Widerstand) zu verbessern und dadurch den Kraftstoffverbrauch zu reduzieren.
Insbesondere ist nach der Erfindung vorgesehen, dass mehrere verstellbare Klappen des Verschlusselements nebeneinander in der Querebene angeordnet sind, die in Abhängigkeit von einem die Stärke und die Dauer eines Bremseingriffs oder der Temperatur der Bremsscheibe anzeigenden Sensorsignals vollständig geschlossen oder teil verschlossen ansteuerbar sind. Im normalen Fahrbetrieb ohne signifikante Bremseingriffe kann somit über die verstellbaren Klappen, bei geöffneter Stellung, primär die Motorkühlung, d. h. ein ausreichender Kühlluftdurchsatz durch die Kühler sichergestellt werden. In diesem Fall wird der größte Teil der Kühlerabluft ins Radhaus und nach außen geleitet und ein kleinerer Teil der Kühlerabluft wird dagegen durch den Strömungskanal direkt zu der Bremsscheibe geleitet. Diese Luftzufuhr ist jedoch so ausreichend, dass die Kühlung der Bremsscheibe bei normalen Bremseingriffen sichergestellt ist.
Die Klappen des Verschlusselements können nach der Erfindung somit in Abhängigkeit von Bremsenparametern, wie der Stärke und Dauer des Bremseingriffs oder der Temperatur der Bremsscheibe teil verschlossen oder vollständig geschlossen sein. In diesem Fall kann die gesamte Kühlerabluft zu den Bremsscheiben geführt werden. Eine Öffnung der Klappen erfolgt dann, wenn die Bremsscheibe abgekühlt ist oder das Fahrzeug wieder beschleunigt wird, da im Gegensatz hierzu bei einer Verzögerung des Fahrzeugs nur eine geringe Motorkühlung, dafür aber eine gute Kühlung der Bremsen erforderlich wird und die Klappen dann eine Schließstellung aufweisen.
Des Weiteren ist nach der Erfindung vorgesehen, dass die Luftauslassöffnung des Leitkanals anschließend in der Querebene zum Verschlusselement angeordnet ist und eine Lufteintrittsöffnung für einen freien Lufteintritt ins Radhaus aufweist. Diese ist von einer Radhauswandung begrenzt, an der in einem Abstand zur Lufteintrittsöffnung eine winkelförmig abgebogene Luftumlenkschaufel zur Kühlerabluftführung vorgesehen ist und die Kühlerabluft über die in der Querebene des Verschlusselements gelegene Lufteintrittsöffnung frei ins Radhaus eintreten und mittels der Umlenkschaufel in Richtung der Radbremse bzw. zur Bremsscheibe gezielt geleitet werden kann. Entsprechend herrschender Bedingungen hinsichtlich eines ausreichenden Kühlerluftdurchsatzes oder der Kühlung der Bremsscheiben bzw. der Radbremsen, können die Klappen des Verschlusselements geöffnet oder geschlossen oder teil verschlossen werden.
Ferner ist nach der Erfindung vorgesehen, dass die einzelnen Klappen des Verschlusselements in geöffneter Stellung unter verschiedenen Winkeln oder gleichen Winkeln verschwenkbar sind, derart, dass die Kühlerabluft schräg zur Fahrzeugaußenseite oder direkt zum Fahrzeugrad oder ins Innere des Radhauses zum Strömungskanal leitbar ist. Durch diese Verstellung der Klappen in unterschiedliche Winkelstellungen entweder gemeinsam in einer gleichen Winkelstellung oder in unterschiedlichen Winkelstellungen kann die Kühlerabluft entsprechend in das Radhaus geleitet werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.
Es zeigen:

1 eine Ansicht auf eine Luftleiteinrichtung mit einem seitlichen Luftleitkanal in einem Bugteil eines Fahrzeugs, mit innen liegender Kühlereinheit und einem verstellbare Klappen aufweisenden Verschlusselement für Kühlerabluft in geöffneter Stellung,
2 die Luftleiteinrichtung gemäß 1 in geschlossener Stellung des Verschlusselements, und
3 die Luftleiteinrichtung mit dem Verschlusselement in einer Luftaustrittsöffnung für die Kühlerabluft in einer Querebene neben dem Verschlusselement.

Eine Luftleiteinrichtung 1 ist in einem Bugteil 2 eines Fahrzeugs 3 angeordnet und umfasst jeweils einen seitlichen im Bugteil 2 angeordneten Luftleitkanal 4 mit einer vorderen Einlassöffnung 5 und einer hinteren - in Bezug auf die Fahrtrichtung F gesehen - Luftauslassöffnung 6. Im Luftleitkanal 4 ist eine Kühlereinheit 7, bestehend aus einem Kühler 8 und einem dahinter angeordneten Lüfter 9 angeordnet. Die Luftauslassöffnung 6 des Luftleitkanals 4 weist in einer Querebene x-x des Fahrzeugs 3, ein aus verstellbaren Klappen 10 bestehendes Verschlusselement 11 auf.
In der Querebene x-x ist gemeinsam mit dem Verschlusselement 11 eine Lufteintrittsöffnung 12 für einen anschließend ins Radhaus R ragenden Strömungskanal 14 vorgesehen, dessen in Fahrzeuglängsrichtung ausgerichteten Luftaustrittsöffnung 15 einer Bremsscheibe 16 einer Bremsanlage im Vorderrad 17 des Fahrzeuges 3 zugerichtet ist.
Die verstellbaren Klappen 10 des Verschlusselements 11 in der Luftauslassöffnung 6 des Luftleitkanals 4 können nach Bedarf in eine geöffnete Stellung I (1) oder in eine geschlossene Stellung II (2) verschwenkt werden. In geöffneter Stellung I der Klappen 10 werden sowohl die Kühler 8 als auch die Radbremsen 16 mit ausreichender Kühlluft versorgt. In geschlossener Stellung II der Klappen 10 wird dagegen die gesamte Kühlerabluft K der Bremsscheibe 16 der Radbremse zugeführt.
Es sind mehrere verstellbare Klappen 10 nebeneinander in der Querebene x-x des Luftleitkanals 4 angeordnet. Diese Klappen 10 sind so ansteuerbar, dass insb. im normalen Fahrbetrieb ohne signifikanten Bremseingriffe primär die Motorkühlung, d. h. ein ausreichender Kühlluftdurchsatz durch den Kühler 8 sichergestellt wird. In diesem Fahrzustand sind die Klappen 10 des Verschlusselements 11 geöffnet, wodurch die Abluftseite maximal entdrosselt ist und die Kühler 8 mit ausreichender Kühlluft versorgt werden können. Abluftseitig wird der größte Teil der Kühlerabluft ins Radhaus R geleitet, wobei ein kleinerer Teil durch den Strömungskanal 14 zu den Bremsscheiben 16 geleitet wird. Die Luftzufuhr ist jedoch so ausreichend, dass die Kühlung der Bremsscheiben 16 bei normalen Bremseingriffen sichergestellt wird.
Bei einer Verzögerung des Fahrzeugs 3 ist im Gegensatz zum normalen Fahrbetrieb nur eine geringere Motorkühlung, dafür aber eine gute Kühlung der Bremsen erforderlich. In diesem Fall der Fahrzeugverzögerung sind starke Bremseingriffe erforderlich, wobei die Gefahr der Überhitzung der Bremsscheiben 16 durch die Öffnung ins Radhaus R daher in Abhängigkeit von einem Sensorsignal, welches Parameter der Bremsscheibe aufnimmt, durch das Verschlusselement 11 teil verschlossen oder vollständig verschlossen und somit der größte Teil oder die gesamte Kühlerabluft zu den Bremsen bzw. der Bremsscheiben 16 geführt wird. Dieser Zustand wird dann so lange beibehalten, bis die Bremsscheiben 16 ausreichend abgekühlt oder das Fahrzeug 3 wieder beschleunigt wird.
Nach einer weiteren Ausführung gemäß 3 ist neben dem Verschlusselement 11 mit den Klappen 10 eine Lufteintrittsöffnung 20 für die Kühlerabluft K in das Radhaus R zur Bremsscheibe 16 vorgesehen. Die Kühlerabluft K tritt direkt durch die Lufteintrittsöffnung 20 in der Querebene x-x ins Radhaus R ein und wird von der Radhausinnenwand 21 bis zu einer Luftumlenkschaufel 22 geführt, die im Abstand zur Lufteintrittsöffnung 20 angeordnet ist und welche den Luftstrom K winklig zur Bremsscheibe 16 umlenkt.
Die einzelnen Klappen 10 des Verschlusselements 11 können auch unter verschiedenen oder gleichen Winkeln angestellt werden, was über eine entsprechende Klappen-Ansteuerung erfolgt, so dass die Kühlerabluft K in verschiedenen Richtungen entsprechend den Kühlungs-Erfordernissen ins Radhaus R eintreten kann.

Claims

Luftleiteinrichtung zur Kühlerabluftführung für eine Kühlereinheit (7), die in einem Bugteil (2) eines Kraftfahrzeugs in seitlichen Luftleitkanälen angeordnet ist, welche frontseitige Lufteinlassöffnungen für Kühlerzuluft aufweisen und stromab hinter der Kühlereinheit (7) Kühlerabluft (K) über eine Luftauslassöffnung des Leitkanals (4) einen das Vorderrad (17) des Fahrzeugs aufnehmenden Radhaus (R) zuführbar ist, wobei die Luftauslassöffnung (6) des Luftleitkanals (4) einen quer im Fahrzeug (3) angeordnetes und aus verstellbaren Klappen (10) bestehendes Verschlusselement (11) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass sich an das Verschlusselement (11) eine in einer gemeinsamen Querebene (x-x) angeordnete Lufteintrittsöffnung (12) eines Strömungskanals (14) anschließt, dessen Luftaustrittsöffnung (15) einer Bremsscheibe (16) einer Bremsanlage im Vorderrad (17) des Fahrzeugs (3) zugerichtet ist, wobei in einer geöffneten Stellung (I) der Klappen (10) der größte Teil der Kühlerabluft (K) ins Radhaus (R) und nach außen geleitet und ein kleinerer Teil der Kühlerabluft (K) durch den Strömungskanal (14) direkt zu der Bremsscheibe (16) geleitet wird, und wobei in einer geschlossenen Stellung (II) der Klappen (10) die gesamte Kühlerabluft (K) der Bremsscheibe (16) zugeführt wird.
Luftleiteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die verstellbaren Klappen (10) des Verschlusselements (11) in die geöffnete Stellung (I) und in die geschlossene Stellung (II) verschwenkbar sind.
Luftleiteinrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere verstellbare Klappen (10) des Verschlusselements (11) nebeneinander in der Querrichtung (x-x) angeordnet sind, die in Abhängigkeit von einem die Stärke und die Dauer eines Bremseingriffs oder der Temperatur der Bremsscheibe (16) aufnehmenden Sensorsignals vollständig geschlossen oder teil verschlossen ansteuerbar sind.
Luftleiteinrichtung nach den Ansprüchen 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftauslassöffnung (6) des Luftleitkanals (4) anschließend zum Verschlusselement (11) eine in der Querebene (X-X) angeordnete Lufteintrittsöffnung (20) für einen freien Lufteintritt ins Radhaus (R) aufweist, die von einer Radhauswandung (21) begrenzt ist, an der in einem Abstand zur Lufteintrittsöffnung (20) eine winkelförmig abgebogene Luftumlenkschaufel (22) zur Kühlerabluftführung zur Bremsscheibe (16) angeordnet ist.
Luftleiteinrichtung nach den Ansprüchen 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Klappen (10) des Verschlusselements (11) eine geöffnete Stellung (I) unter verschiedenen oder gleichen Winkeln einnehmend verschwenkbar sind, derart, dass die Kühlerabluft (K) schräg zur Fahrzeugaußenseite oder direkt zum Fahrzeugrad (17) oder ins innere des Radhauses (R) oder zum Strömungskanal (14) leitbar ist.