DE1476346A1

DE1476346A1 - Luefteranordnung zur Kuehlung von Verbrennungsmotoren

Info

Publication number: DE1476346A1
Application number: DE19651476346
Authority: DE
Inventors: Bensinger Dipl-Ing Wolf-Dieter
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1965-06-16
Filing date: 1965-06-16
Publication date: 1969-09-25
Also published as: US3394682A; GB1085416A

Description

Daimler-Benz Aktiengesellschaft Daim 6738/4

Stuttgart-Untertürkheim 1476346 ¹⁰·⁶·¹⁹⁶⁵

Pat ,Ro/Re

Dr. Expl.

Betr.: Patent- und Gebrauchsmuster-Hilfs-Anmeldung

Lüfteranordnung zur Kühlung von

Verbrennungsmotoren

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lüfteranordnung zur Kühlung von Verbrennungsmotoren, insbesondere bei Kraftfahrzeugen der höheren Leistungsklasse.

Bei Kraftfahrzeugen der höheren Leistungsklasse werden zur Kühlung des Motors leistungsstarke Lüfter benötigt, die den Nachteil aufweisen, daß sie sehr starke Geräusche erzeugen, die für die ?ahrzeuginsassen nicht dauernd erträglich sind. Es wurden deshalb beispielsweise bei wassergekühlten Motoren teilweise Kupplungen vorgeschlagen, die den Lüfter nur bei Überschreiten einer gewissen Kühlwassertemperatur in Betrieb setzen. Dadurch konnte jedoch der Nachteil nicht vermieden werden, daß die Kühlwirkung des Lüfters im niedrigen Drehzahlbereich des Motors nur ungenügend war, weil die Leistung des Lüfters bei

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abfallender Drehzahl stark abnimmt. Auch der weitere Nachteil, daß der lüfter bei zunehmender Drehzahl einen sehr erheblichen Leistungszuwachs aufweist, der die Gefahr eines Reissens des Antriebsriemens für den Lüfter mit sich bringt, konnte durch die vorgeschlagene lösung nicht vermieden werden.

Es wurden auch Vorschläge gemacht, die Motorkühlung durch einen von einem Elektromotor angetriebenen Lüfter vorzunehmen, weil dadurch der Vorteil erzielt werden kann, daß der Lüfter unabhängig von der Motordrehzahl ist. Dieser Vorschlag weist jedoch den Nachteil auf, daß der Lüfter, insbesondere bei mittleren und hohen Motordrehzahlen zu wenig leistet, so daß damit keine ausreichende Motorkühlung erzielt werden kann. Bei hohen M_otordrehzahlen fällt dieser Nachteil allerdings nicht sehr ins Gewicht, weil dann die zur Kühlung des Kühlwassers im entsprechenden Wärmetauscher nötige Luftgeschwindigkeit durch den Staudruck erreicht werden kann, der bei den mit hohen Motordrehzahlen und großer Wärmeentwicklung des Motors im allgemeinen verbundenen hohen Geschwindigkeiten des Fahrzeuges auftritt.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lüfteranordnung zu schaffen, welche die geschilderten Nachteile vermeidet und in allen Drehzahlbereichen des Motors eine ausreichende Kühlung garantiert. Die Erfindung besteht darin, daß mit dem Motor ein leistungsschwacher und geräuscharmer Lüfter gekuppelt ist und zusätzlich ein elektrisch angetriebener Lüf-

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ter und geeignete Steuermittel vorgesehen sind, die den elektrischen Lüfter dann in Tätigkeit setzen, wenn das Kühlmittel des M_otors eine bestimmte Temperatur übersteigt. Dadurch wird eine LufterIeistung erreicht, die im unteren Drehzahlbereich der Leistung eines leistungsstarken Lüfters sehr überlegen ist. Dennoch wird jedoch eine übermäßige GeräUBchentwicklung verhindert. Zudem ist der zusätzlich vorgesehene elektrisch angetriebene Lüfter bedeutend billiger und einem geringeren Ver- W schleiß unterworfen als eine Kupplungsanordnung, die einen leistungsstarken Lüfter nur dann einkuppelt, wenn die Kühlwassertemperatur einen bestimmten Wert überschritten hat.

Vorteilhaft kann außerdem vorgesehen werden, daß die Steuermittel zur Inbetriebnahme des elektrischen Lüfters unabhängig vom Betrieb des Verbrennungsmptors wirksam sind, weil dann der elektrisch angetriebene Lüfter auch noch in Betrieb bleiben kann, wenn der Verbrennungsmotor abgeschaltet wird, so daß keine ^ Überhitzung des Verbrennungsmotors auftreten kann, wenn er beispielsweise nach langen Bergfahrten stillgesetzt wird. Dadurch, daß ein Nachheizen des stillstehenden Motors vermieden wird, kann mit der mittleren Kühlmitteltemperatur mehr an den aus Sicherheitsgründen noch zulässigen Wert herangegangen werden, ohne daß nach dem Stillsetzen des Motors eine Überhitzung befürchtet werden muß. In einer besondere vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist als Steuermittel ein die Temperatur des Kühlmittelfi überwachender Thermoschalter vorgesehen,

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der bei Erreichen eines bestimmten Temperaturniveaus im Kühlmittel einen elektrischen Stromkreie schließt. Dieser Stromkreis kann dabei vorteilhaft unabhängig von dem Zündstromkreis des Motors sein, so daß die Gewähr für ein Einschalten des zusätzlichen Lüfters auch dann gegeben ist, wenn der Verbrennungsmotor nicht läuft.

Besonders wirkungsvoll können der elektrisch angetriebene Lüfter und der mit dem Verbrennungsmotor gekuppelte Lüfter mit ihren Achsen zueinander versetzt am Kühler angeordnet sein, weil dadurch die Gewähr gegeben ist, daß ein möglichst großer Bereich der Kühlerfläche von der durchströmenden Luft beaufschlagt wird. In einfacher Weise werden zweckmäßig der elektrisch angetriebene Lüfter in Fahrtrichtung vor dem Kühler und der mit dem Verbrennungsmotor gekuppelte Lüfter hinter dem Kühler angeordnet.

In der Zeichnung ist ein vorteilhaftes Ausführungebeispiel gezeigt, das in der nachfolgenden Beschreibung erläutert werden soll. Dabei zeigen:

Fig· 1 eine Lüfteranordnung gemäß der Erfindung am Kühler eines wassergekühlten Verbrennungsmotors und

Fig. 2 den Leistungsverlauf der erfindungsgemäßen Lüfteranordnung im Vergleich zu einer Lüfteranordnung mit nur einem leistungsstarken riemengetriebenen Lüfter. 909839/0399

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In Pig. 1 ist mit einem Verbrennungsmotor 1 ein leistungsschwacher und geräuscharmer Lüfter 2 über einen Keilriemenantrieb 3 gekuppelt! die Drehzahl des Lüfters 2 wird somit von der Drehzahl des M_otors bestimmt. Der Lüfter 2 ist in Fahrtrichtung hinter dem Kühler 4 angeordnet, durch den im Betrieb das vom Motor 1 aufgewärmte Kühlwasser unter Benutzung der Leitungen 5 und 6 strömt. Beim Betrieb des Motors wird demnach in Abhängigkeit von der Motordrehzahl Luft durch den Kühler 4 gesaugt. _

Vor dem Kühler 4 ist ein mit Hilfe eines vorzugsweise in der Nabe 7 eingebauten, nicht dargestellten Elektromotors angetriebener Lüfter 8 vorgesehen, der innerhalb einer Lüfterzauge 9 angebracht ist. Der Lüfter 8 wird nur dann - und zwar vorzugsweise automatisch - in Tätigkeit gesetzt, wenn das Kühlwasser des Motors 1 eine bestimmte Temperatur übersteigt. Dazu ist in die Kühlwasserleitung 5 ein die Temperatur des Kühlwassers überwachendes Thermoelement 10 eingesetzt, welches beim Erreichen einer bestimmten Temperatur des Wassers einen elektrischen Kontakt in einem nicht dargestellten Stromkreis schließt und somit den Lüfter 8 über den oben erwähnten Elektromotor in Tätigkeit setzt.

Der Stromkreis, der duroh das Thermoelement 10 geschlossen wird, kann unabhängig vom Zündstromkreis des Motors 1 angelegt sein, damit der elektrisch angetriebene Lüfter 8 auoh

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dann noch in Betrieb bleiben kann, wenn der Verbrennungsmotor stillgesetzt wird.

Der Lüfter 8 ist mit seiner Achse 11 gegenüber der Achse 12 des Lüfters 2 versetzt angeordnet, weil dadurch eine gute Beaufschlagung der Kühlerfläche erreicht wird. Es kann aber auch vorgesehen sein, daß die Lüfter 8 und 2 axial zueinander angeordnet sind, wenn es aus konstruktiven Gründen erforderlich sein sollte. Es wäre auch möglich, beide Lüfter auf einer Seite des Kühlers anzuordnen.

In einem Diagramm nach Fig. 2 ist mit "13^M die Leistungskurve des leistungsschwachen, über den Antriebsriemen 3 vom Motor 1 angetriebenen Lüfters 2 bezeichnet. Die Bezugszahl "14" bezeichnet die Leistungskurve des elektrisch angetriebenen Zusatzlüfters 8. Die Summe der Leistungskurven 13 und 14 ergibt die Leistungskurve 15. Außerdem ist in das Diagramm auch noch der Leistungsverlauf 16 eine-s vom Verbrennungsmotor über einen Antriebsriemen angetriebenen leistungsstarken Lüfters gezeigt, der den Nachteil einer größeren Geräuschentwicklung als ein leistungsschwacher Lüfter aufweist und zudem auch - wie vorhin bereits erwähnt - die Gefahr hervorrufen kann, daß bei höheren Drehzahlen der Antriebsriemen durch die große Beanspruchung infolge des Leistungsanstiegs reißt. Aus dem Vergleich der Kurve 15 mit der Kurve 16 geht deutlich hervor, daß die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung im unteren Drehzahlbereich,

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im gezeigten Ausführungsbeispiel etwa im Bereich unterhalb 2700 Umdrehungen pro Minute, einem leistungsstarken Lüfter überlegen ist. Erst in dem Drehzahlbereich, in dem die Kühlleistung aufgrund des Fahrtwindes im allgemeinen die Kühlleistung des Lüfters übertrifft, ist die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung einem leistungsstarken Lüfter etwas unterlegen, was sich jedoch nicht nachteilig auswirkt.

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Claims

- 8 - Daim 6738/4 U76346 Patent- und Schutzansprüche

1. Lüfteranordnung zur Kühlung von Verbrennungsmotoren, insbesondere bei Kraftfahrzeugen der höheren Leistungsklasse, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Verbrennungsmotor (1) ein leistungsschwacher und geräuscharmer Lüfter (2) gekuppelt ist und zusätzlich ein elektrisch angetriebener Lüfter (8) und geeignete Steuermittel vorgesehen sind, die den elektrisch angetriebenen Lüfter (8) nur dann in Tätigkeit setzen, wenn das Kühlmittel des Motors (1) eine bestimmte Temperatur übersteigt.

2. Lüfteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel zur Inbetriebnahme des elektrisch angetriebenen Lüfters (8) unabhängig vom Betrieb des Verbrennungsmotors (1) wirksam sind.

3. Lüfteranordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Steuermittel ein die Temperatur des Kühlmittels überwachender Thermoschalter vorgesehen ist, der bei Erreichen des Temperaturgrenzwertes im Kühlmittel einen elektrischen Stromkreis schließt.

4· Lüfteranordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromkreis mit dem Thermosohalter unabhängig von dem Zündstromkreis des M_otors ist. 909839/0399

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5. Lüfteranordnung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrisch angetriebene Lüfter (8) und der mit dem Motor (1) gekuppelte Lüfter (2) mit ihren Achsen (11, 12) zueinander versetzt ant .Kühler (4) angeordnet sind.

6. Lüfteranordnung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrisch angetriebene Lüfter (8) in Fahrtrichtung vor dem Kühler (4) und der mit dem Motor (1) gekuppelte Lüfter (2) hinter dem Kühler (4) angeordnet sind.

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