DE102015101797A1

DE102015101797A1 - Kraftfahrzeug mit einer im Heck angeordneten, aufgeladenen Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102015101797A1
Application number: DE102015101797.0A
Authority: DE
Inventors: Erwin Rutschmann; Walter Stoppel
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2015-02-09
Filing date: 2015-02-09
Publication date: 2016-08-11
Also published as: GB2537018A; ITUB20160373A1; JP6059374B2; GB2537018B; JP2016145572A; US20160229285A1; GB201602128D0; US9662967B2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer im Heck angeordneten, aufgeladenen Brennkraftmaschine, der über einen Ladeluft-Kühler (7) gekühlte Verbrennungsluft zuführbar ist, wobei der Ladeluft-Kühler (7) unter einer Abdeckhaube (4) für die Brennkraftmaschine oberhalb der Brennkraftmaschine positioniert ist, wobei die Ladeluft (BEIN) über mindestens eine Ladeluft-Eintrittsöffnung in einem an der Abdeckhaube (4) anschließenden Ladeluft-Eintrittsschacht (8) zuführbar und über mindestens einen mit Austrittsöffnungen (13, 14) im Bereich einer Kennzeichenmulde (9) des Kraftfahrzeugs verbundenen Ladeluft-Austrittsschacht (BAUS) abführbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer im Heck angeordneten, aufgeladenen Brennkraftmaschine, der über einen Ladeluft-Kühler gekühlte Verbrennungsluft zuführbar ist, wobei der Ladeluft-Kühler unter einer Abdeckhaube der Brennkraftmaschine oberhalb der Brennkraftmaschine positioniert ist.
Moderne sog. Downsizing-Brennkraftmaschinen, denen über Lader Verbrennungsluft zugeführt wird, sind ohne eine effiziente Kühlung dieser Ladeluft nicht realisierbar. Ein guter Wirkungsgrad eines solchen Ladeluft-Kühlers wird nur dann erreicht, wenn dessen Kühlfläche entsprechend groß dimensioniert ist und ihm ein möglichst großer Kühlluftmassenstrom zugeführt werden kann. Dazu ist es notwendig, eine druckverlustarme Anströmung, eine druckverlustarme Luftführung und eine ebenso druckverlustarme Führung der Abluft aus dem Ladeluft-Kühler konstruktiv umsetzen zu können. Das ist insbesondere bei Anordnung der Brennkraftmaschine im Heckbereich eines Kraftfahrzeugs konstruktiv eine besondere Herausforderung.
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt – s. z. B. DE 44 41 592 C2 – die Luftleitung im Heck eines Kraftfahrzeugs durch entsprechend ausgestaltete Seitenwangen und Lüftungsgitter an einer Spoilereinheit zu optimieren.
Ebenfalls ist es aus dem Stand der Technik bekannt – s. z. B. DE 10 2009 058 284 A1 –, bei einem Fahrzeug mit Anordnung der Brennkraftmaschine im Frontbereich die Zufuhr von Kühlluft mit Hilfe des Kraftfahrzeug-Kennzeichnens (Nummernschild) zu steuern bzw. zu sperren. Ferner ist im Stand der Technik – s. z. B. DE 198 06 610 C2 – bei einem Kraftfahrzeug mit Heck-Brennkraftmaschine eine Lösung bekannt, bei der der Ladeluft-Kühler innerhalb des Heckspoilers unmittelbar unterhalb einer an dessen Oberseite vorhandenen Kühlluftzufuhröffnung angeordnet ist, d. h. der Ladeluft-Kühler ist integrierter Bestandteil des Heckspoilers.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch entsprechende Anordnung bzw. Ausgestaltung eine besonders effiziente Ladeluftführung für ein Kraftfahrzeug mit einer im Heck angeordneten Brennkraftmaschine zu erreichen, die sich bei einerseits hohem Wirkungsgrad andererseits durch möglichst einfachen Aufbau auszeichnet.
Nach der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass der Ladeluft-Kühler unter einer Abdeckhaube für die Brennkraftmaschine oberhalb der Brennkraftmaschine positioniert ist und dem Ladeluft-Kühler über mindestens eine Ladeluft-Eintrittsöffnung im an der Abdeckhaube anschließenden Ladeluft-Eintrittsschacht zuführbar und über mindestens einen mit Austrittsöffnungen im Bereich der Kennzeichenmulde des Kraftfahrzeuges verbundenen Ladeluft-Austrittsschacht abführbar ist.
Dabei können in vorteilhafter Weise der Ladeluft-Eintrittsschacht sowie die Ladeluft-Eintrittsöffnungen im Wesentlichen über die gesamte Breite der Abdeckhaube erstreckt sein.
Der Ladeluft-Kühler bzw. der Ladeluft-Eintrittsschacht bzw. die Ladeluft-Eintrittsöffnungen sind vorzugsweise im Luftströmungsbereich eines auf der Abdeckhaube angeordneten Heckspoilers angeordnet. Dabei ist es besonders vorteilhaft, über einen verstellbaren Heckspoiler die Ladeluftzufuhr zum Ladeluft-Kühler in Abhängigkeit von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine und/oder des Kraftfahrzeugs, z. B. von der Fahrgeschwindigkeit einstellbar zu machen.
Um einen möglichst großen Kühlluftmassenstrom dem Ladeluft-Kühler zuzuführen, ist es zweckmäßig, den Ladeluft-Eintrittsschacht als möglichst kurze, einen möglichst großen Kühlluftstrom zulassende Verbindung zwischen Abdeckhaube und dem auf der Oberseite der Brennkraftmaschine angeordneten Ladeluft-Kühler auszuführen.
Für die Abluft-Strömung ist es besonders zweckmäßig, die Ladeluft-Austrittsöffnungen so in die Mulde für die ein Kfz.-Kennzeichen tragende Tafel zu integrieren, dass zur Steigerung des Ladeluft-Durchsatzes über die Kennzeichenmulde eine Ringdiffusor-Wirkung erzielbar ist. Üblicherweise liegen die die Kennzeichen tragenden Tafeln gegenüber dem Heckbereich des Kraftfahrzeugs etwas vertieft innerhalb einer Mulde. Diese Mulde kann zweckmäßigerweise so gestaltet werden, dass sie nicht nur die Kennzeichen-Tafel schützend aufnimmt, sondern vielmehr im Heckströmungsbereich eine Ringdiffusorwirkung zur Abführung der Luft aus dem Ladeluft-Kühler bewirkt. Dabei können die Ladeluft-Austrittsöffnungen vorzugsweise im seitlichen Bereich der Kennzeichenmulde, z. B. die das Kennzeichen tragende Tafel bzw. das Kennzeichen teilweise umgreifend, angeordnet sein. Die Kennzeichenmulde selbst kann zweckmäßigerweise in der Abdeckhaube für die Brennkraftmaschine, vorzugsweise unterhalb des Heckspoilers direkt oder im unteren Heckbereich des Kraftfahrzeugs ausgeformt sein.
Vorteile, Merkmale und weitere Einzelheiten des Gegenstands der Erfindung ergeben sich aus der beigefügten Zeichnung, in welcher schematisch ein Ausführungsbeispiel dargestellt ist. Dabei können die in der Zeichnung dargestellten sowie in der Beschreibung und in den Ansprüchen erwähnten Merkmale jeweils im Einzelnen, als auch in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.
In der Zeichnung zeigt:
1 eine schematische Darstellung des Erfindungs gegenstandes;
2 die Ansicht eines Heckbereiches schräg von hinten eines mit dem Gegenstand der Erfindung ausgestatteten Kraftfahrzeugs mit einer Brennkraftmaschine im Heck und
3 ausschnittsweise die Integration der Ladeluft-Austrittsöffnungen in eine Kennzeichenmulde in der Abdeckhaube der Brennkraftmaschine bzw. im Heckbereich eines Kraftfahrzeugs.
1 zeigt schematisch den Heckbereich eines Kraftfahrzeugs. Die aufgeladene Brennkraftmaschine (nicht dargestellt) ist dabei im Bereich des Radausschnitts 1 und des heckseitigen Abschlusses 2 des Kraftfahrzeugs im unteren Bereich 3 des Kraftfahrzeugs positioniert. Dieser Raum, in dem die Brennkraftmaschine positioniert ist, ist üblicherweise über eine öffen- und schließbare Abdeckhaube 4 zugänglich. In diese Abdeckhaube 4 integriert können ein starrer oder auch ein verstellbarer Heckspoiler 5 sowie im Wesentlichen über die gesamte Breite des Heckbereichs des Fahrzeugs oder über wesentliche Teile davon angeordnete Kühlluft-Eintrittslamellen 6 für den Eintritt von Kühlluft in den Raum, in dem die Brennkraftmaschine positioniert ist, angeordnet sein.
Entsprechend der Erfindung ist oberhalb der Brennkraftmaschine ein Ladeluft-Kühler 7 angeordnet, dem über einen sich im Wesentlichen über die gesamte Breite der Abdeckhaube 4 erstreckenden Ladeluft-Eintrittsschacht 8 Kühlluft zugeführt wird. In der Abdeckhaube 4 bzw. unterhalb der Abdeckhaube im Heckbereich 2 des Kraftfahrzeugs ist entsprechend der geltenden Vorschriften nach Kraftfahrzeugszulassungsordnung eine Tafel mit dem Kraftfahrzeug-Kennzeichen vertieft angeordnet. In der Kennzeichenmulde 9 sind – vorzugsweise seitlich – Ladeluft-Austrittsöffnungen 10 angeordnet. Idealerweise sind diese Ladeluft-Austrittsöffnungen so in die Kennzeichenmulde 9 integriert, dass diese als Ringdiffusor wirkend den Luftdurchsatz durch den Ladeluft-Kühler 7 bzw. die Luftabfuhr in effizienter Weise weiter steigern können.
Die Kühlluft-Führung zum Raum mit der Brennkraftmaschine ist mit den Pfeilen A gekennzeichnet; die Luftführung zum Ladeluft-Kühler 7, ggf. geregelt über den Spoiler 5, insbesondere bei dessen Verstellbarkeit z. B. in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit, ist gekennzeichnet mit B_EIN. Die Führung der Luft aus dem Austrittsbereich des Ladeluft-Kühlers 7 ist gekennzeichnet mit B_AUS.
2 zeigt in einer Ansicht des Heckbereichs eines Kraftfahrzeugs schräg von hinten die Anordnung eines verstellbaren Heckspoilers 5 auf einer Abdeckhaube 4, sowie eines starren Spoilers 11, der im Wesentlichen die Luftzufuhr zum Ladeluft-Kühler 7 bewirkt. Die Luftführung im Ladeluft-Kühler 7 bzw. durch den Ladeluft-Kühler 7 in den Austrittsbereich 10 in der Kennzeichenmulde 9 im unteren Heckbereich 3 des Kraftfahrzeugs ist schematisch mit den eingezeichneten Pfeilen dargestellt.
3 zeigt die Anordnung eines Kraftfahrzeugs-Kennzeichens 12 in einer vertieft angeordneten Mulde 9. Die Fläche zur Anordnung des Kfz-Kennzeichens 12 bzw. die das Kfz-Kennzeichen tragende Tafel 12 wird im oberen Bereich der Kennzeichenmulde 9 von breitflächig ausgestalteten Austrittsöffnungen 13 bzw. 14 umfasst, aus denen die über den Ladeluftkühler 7 geführte Luft abgeführt wird (s. Pfeile). Idealerweise umfassen die Luftaustrittsöffnungen 13 bzw. 14 das Kennzeichen/die Kennzeichen-Tafel 12 im oberen Bereich der Kennzeichenmulde 9 so weitgehend, dass der Luftaustritt zur beschleunigten Abfuhr und zum größeren Luftdurchsatz aufgrund einer Art Ringdiffusor-Wirkung erfolgen kann.
Insbesondere aus der schematischen Darstellung in 1 ist für den Fachmann ohne Weiteres ersichtlich, dass mit der Anordnung des Ladeluft-Kühler 7 oberhalb der Brennkraftmaschine im Heckbereich eines Kraftfahrzeugs direkt anschließend an den Konturenverlauf der Abdeckhaube 4 eine äußerst einfache und vor allem sehr kurze und damit für die Luftführung effiziente Anordnung von Ladeluftkühler 7 in Bezug auf die Luftführung über den Heckbereich bzw. über den Spoiler 5 erreicht wird. Und entsprechend sorgt die ebenfalls relativ kurz auszuführende Luftführung vom Ladeluft-Kühler 7 zu den Luftaustrittsöffnungen 13 bzw. 14 in der Kennzeichenmulde 9 für schnellen Luftdurchsatz. Diese Anordnung nach der Erfindung und der dadurch mögliche Einbau von Ladeluft-Kühlern mit entsprechend großer Kühlfläche in Verbindung mit einer über im Wesentlichen die gesamte Breite der Abdeckhaube 4 anordenbare Luftzuführung zum Raum für die Brennkraftmaschine und zum Ladeluft-Kühler 7 mit äußerst kurzen und relativ voluminösen Luftwegen ermöglicht eine wirkungsvolle Kühlung der Ladeluft und hohen Durchsatz.
Bezugszeichenliste

1: Radausschnitt
2: heckseitiger Abschluss
3: unterer Bereich des Kraftfahrzeugs
4: Abdeckhaube
5: Heckspoiler
6: Kühlluft-Eintrittslamellen
7: Ladeluft-Kühler
8: Ladeluft-Eintrittsschacht
9: Kennzeichenmulde
10: Ladeluft-Austrittsöffnungen
11: starrer Spoiler
12: Kraftfahrzeug-Kennzeichen
13, 14: Luftaustritts-Öffnungen
A: Kühlluft-Führung Brennkraftmaschinenraum
B_EIN: Ladeluft-Führung zum Ladeluft-Kühler 7
B_AUS: Ladeluft-Austritt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 4441592 C2 [0003]
DE 102009058284 A1 [0004]
DE 19806610 C2 [0004]

Claims

Kraftfahrzeug mit einer im Heck angeordneten, aufgeladenen Brennkraftmaschine, der über einen Ladeluft-Kühler (7) gekühlte Verbrennungsluft zuführbar ist, wobei der Ladeluft-Kühler (7) unter einer Abdeckhaube (4) für die Brennkraftmaschine oberhalb der Brennkraftmaschine positioniert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladeluft (B_EIN) über mindestens eine Ladeluft-Eintrittsöffnung in einem an der Abdeckhaube (4) anschließenden Ladeluft-Eintrittsschacht (8) zuführbar und über mindestens einen mit Austrittsöffnungen (13, 14) im Bereich einer Kennzeichenmulde (9) des Kraftfahrzeugs verbundenen Ladeluft-Austrittsschacht (10) abführbar (B_AUS) ist.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass der Ladeluft-Eintrittsschacht (8) bzw. die Ladeluft-Eintrittsöffnungen sich im Wesentlichen über die gesamte Breite der Abdeckhaube (4) erstrecken.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im heckseitigen Luftströmungs-Bereich eines auf der Abdeckhaube (4) angeordneten Heckspoilers (5) der Ladeluft-Eintrittsschacht (8) bzw. die Ladeluft-Eintrittsöffnungen angeordnet sind.
Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ladeluft-Eintrittsschacht (8) als möglichst kurze, einen möglichst großen Kühlluft-Massenstrom zulassende Verbindung zwischen Abdeckhaube (4) und Brennkraftmaschine ausgeführt ist.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass über einen verstellbaren Heckspoiler (5) die Ladeluftzufuhr zum Ladeluft-Kühler (7) einstellbar ist.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladeluft-Austrittsöffnungen (10, 13, 14) so in die Kennzeichenmulde (9) integriert sind, dass zur Steigerung des Ladeluft-Durchsatzes eine Ringdiffusor-Wirkung erzielbar ist.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladeluft-Austrittsöffnungen (10, 13, 14) im seitlichen Bereich der Kennzeichenmulde (9) das Kraftfahrzeug-Kennzeichen (12) teilweise umgreifend angeordnet sind.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kennzeichenmulde (9) in der Abdeckhaube (4) für die Brennkraftmaschine ausgeformt ist.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kennzeichenmulde (9) im heckseitigen Abschluss (2) des Kraftfahrzeugs ausgeformt ist.