DE2411225B2

DE2411225B2 - Luftfoerdereinrichtung an einem kuehler fuer brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2411225B2
Application number: DE19742411225
Authority: DE
Inventors: Harold D. Downers Grove 111. Beck (V.St.A.)
Original assignee: International Harvester Co., Chicago, 111. (V.St.A.)
Priority date: 1973-04-05
Filing date: 1974-03-08
Publication date: 1976-07-01
Also published as: AU471444B2; AU6756574A; NL7404587A; IT1004094B; DE2411225A1; FR2224318B1; BR7402685D0; SE402322B; JPS49129032A; DE2411225C3; US3872916A; GB1466795A; NL158255B; FR2224318A1; CA992409A

Description

mit dem Ringteil des Auslaßteils verbunden ist, dessen Breite der projizierten axialen Breite der Lüfterblätter entspricht, deren von ihren Vorderkanten und Hinterkanten gebildeten Umlaufebenen

lüfter ist aus der US-PS 3144 859 bekannt. Die
Außenkanten des Lüfterrades und die Lüfterverkleidung erstrecken sich hierbei über eine vergleichsweise große Strecke parallel zueinander. Dies ist auch 55 im Bereich der Verbindungsstelle des Einlaßteils mit bei der aus der US-PS 29 88 404 bekannten Luftför- dem Ringteil und im Bereich des flachen Teils liegen, dereinrichtung der Fall, bei der die Lüfterverkleidung
Über die gesamte Breite des Lüfterrades zylinderförmig ausgebildet ist. Infolge des sich über die ver-

dessen Radialerstreckung ebenso wie die Axialerstreckung des Ringteils ein Drittel der projizierten axialen Breite der Lüfterblätter entspricht, während

gleichsweise große Länge erstreckenden engen Ring- 60 der Radius des viertelbogenförmigen Verlängerungsspaltes zwischen dem ringförmigen Teil und den teils zwei Drittel der projizierten axialen Breite der Außenkanten der Lüfterblätter wird zwar ein wirksamer Wärmeaustausch erreicht, jedoch sind hohe
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Anforderungen an die Herstellungsgenauigkcit und

Lüfterblätter entspricht.

Durch den an sich bekannten kegelstumpfförmigen

Auslauf des Einlaßteils in Richtung des Ringteils wird

an den Einbau zu stellen, da die Gefahr besteht, daß 65 eine Komprimierung der den Kühler passierenden die Teile während des Umlaufes aneinander schlagen, Kühlluft erreicht, so daß die Luft im Ringraum zwiwas insbesondere dann der Fall ist, wenn die Brenn- sehen den Außenkanten des Lüfterrades und dem kraftmaschine, wie heute meist üblich, elastisch ab- Ringteil der Lüfterverkleidung eine im Vergleich zum

Einlaßquerschnitt des Einlaßteiles größere Ge- teils 32 ist an den Durchirittsquerschnitt der rück-

schwindigkeitskomponente besitzt, wodurch der wärtigen Seite 34 des Kühlers angepaßt. Hat der Küh-

Grenzschichtreibung an de» inneren Wandung des ler ein kastenförmige", Querschnittsprofil mit einer

Ringteiles entgegengewirkt wird. entsprechend rechteckförmigen Rückseite 34, so wird

Durch die besondere Ausgestaltung des Auslaßteils 5 dieser Querschnitt durch ein entsprechend geformtes

der Lüfterverkleidung und durch ihre Formgebung Einlaßteil an den meist runden Querschnitt des Lüf-

und Abstimmung in bezug auf die axiale Breite des terrades angepaßt. Im wesentlichen ist hierbei das

Lüfterrades werden im Vergleich zu herkömmlichen Einlaßteil 32 kegelstumpfförmig oder konisch zum

Luftördereinrichtungen erhebliche Verbesserungen Auslaßteil 38 auslaufend ausgebildet und mit seiner

hinsichtlich der Lüfterabtriebsleistung, des Lüfter- io rückwärtigen Kante 36 mit einem Ringteil 40 des

geräusches und des Fahrzeuggeräusches auf dem Auslaßteils 38 verbunden. Beim Kühler 16 ist die ge-

Fahrerstand erreicht. Vergleichsmessungen haben er- samte perforierte Fläche abgedichtet, so daß Kühlluft

geben, daß mit der erfindungsgemäßen Ausbildung nur durch den Kühler strömen und nicht von anderen

der Lüfterverkleidung die Lüfterantriebsleistung um Richtungen zuströmen kann.

20 — 26%, das Fahrzeuggeräusch um 6,1—6,7 dB 15 Wie aus Fig. 2 hervorgeht, schließt sich an das

und die Temperatur im Fahrerstand je nach Höhe zylindrische Ringteil 40 zunächst ein viertelbogenför-

über dem Boden des Fahrerstandes zwischen 3 Grad miges Verlängerungsteil 42 und daran ein radialer

Celsius und 11 Grad Celsius gesenkt werden kann. flacher Teil 44 an. Der Ringteil 40 bildet die Einiaß-

Die Temperatursenkung im Fahrerstand macht öffnung für den Auslaßteil 38, während sich der

besonders deutlich, daß die Abluft des Kühlluft- 20 viertelbogenförmige Verlängerungsteil 42 nach hinten

ftromes vom Fahrerstand ferngehalten wird, was wie- und gleichzeitig bogenförmig nach außen erstreckt,

derum auf die radiale Abströmung der Abluft am wobei ein Bezugspunkt für den Bodenradius in

radialen flachen Teil der Lüfterverkleidung zurück- Fig. 2 mit 46 bezeichnet ist. Der viertelbogenförmige

zuführen ist. Verlängerungsteil 42 ist somit glockenförmig ausge-

Die gemessenen Werte ergeben sich auch bei Ab- 25 bildet und bildet eine Überführungsfläche bzw. kommt

weichungen der gewählten Verhältnisse innerhalb von einer solchen nahe. Im dargestellten Ausführungsbei-

±12 °o der projizierten axialen Breite des Lüfter- spiel ist dieser viertelbogenförmige Verlängerungsteil

rades. 42 ein Teil mit einem konstanten Bogenradius. Der

Ein in der Beschreibung näher erläutertes Aus- sich daran anschließende radiale flache Teil 44 bildet

führungsbeispiel der Luftfördereinrichtung nach der 30 die Hinterkante des Auslaßteils 38 und besitzt eine

Erfindung ist in den Zeichnungen wiedergegeben. Es Hauptebene, die vertikal zum Ringteil 40 verläuft,

geigt " Der Lüfter 28 weist mehrere Lüfterblätter 48 auf,

Fig. 1 eine Seitenansicht auf den Brennkraft- von denen in der Zeichnung nur eins dargestellt ist.

maschinenraum mit der erfindungsgemäßen Luftför- Der Lüfter ist vom Auslaßteil 38 umgeben, wobei

dereinrichtung in einem Fahrzeug, 35 seine Anordnung innerhalb der Lüfterverkleidung 30

Fig. 2 einen Schnitt durch die Luftfördereinrich- derart getroffen ist, daß eine von einer Führungskante

tune, 50 gebildete vordere Ebene mit der Vorderkante des

Fig. 3 eine Draufsicht auf einen Ackerschlepper Ringteils 40 zusammenfällt und eine durch eine Hin-

mit herkömmlicher Luftabführung, terkante 52 gebildete, rückwärtige Ebene mit dem

Fig. 4 eine entsprechende Draufsicht auf einen 40 radialen flachen Teil 44 des Auslaßteils 38 zusam-

Ackerschlepper mit der Luftabführung nach der Er- menfällt. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß in

findung. beiden Fällen eine Abweichung von plus oder minus

In Fig. 1 ist eine in herkömmlicher Weise was- 12 "« von der piojizierten Axiaibreite A W des Lüfters sergekühke Brennkraftmaschine 10 dargestellt, die möglich ist. Dies bedeutet, daß bei einer Lageabauf dem vorderen Teil eines Fahrgestellrahmens 12 45 weichung von 12 °/o der beiden Ebenen, welche durch eines Fahrzeugs 14 angeordnet ist. Im dargestellten die Vorder- und Hinterkante der umlaufenden Lüf-Ausführungsbeispiel ist dieses Fahrzeug ein Acker- terblätter gebildet werden, immer noch eine zufrieschlepper. Im vorderen Teil des Fahrzeugs ist ein dcnstellende Funktion der Luftfördereinrichtung nach Kühler 16 angeordnet, der die von der Brennkraft- der Erfindung erreicht werden kann, d. h., innerhalb maschine erzeugte Wärme aufnimmt. Der Kühler ist 5° dieses Bereiches wird der abgelenkte Luftstrom noch über Leitungen 18 und 20 mit der Brennkraftmaschine immer im wesentlichen radial abgeleitet.
10 verbunden, so daß Kühlwasser zwischen dem Küh- Es wurde jedoch festgestellt, daß die besten Erler 16 und den Kühlwasserräumen der Brennkraft- gebnisse erzielt werden, wenn die durch die Fühmaschine strömen kann. Die Brennkraftmaschine 10 rungskante 50 gebildete vordere Ebene der Lüfterist in üblicher Weise von einer Blechhaube 22 um- 55 blätter durch die Verbindungsebene 36 des konisch geben, so daß ein Brennkraftmaschinenraum 24 gc- verlaufenden Einlaßteils 32 und dem Ringteil 40 verbildet wird, läuft. Von noch größerem Einfluß auf das Ergebnis

Über eine am vorderen Ende der Brennkraft- ist das Verhältnis zwischen der rückwärtigen Ebene,

maschine 10 befindliche Lüfterwelle 26 wird ein die durch die Hinterkante 52 des Lüflerrades gebil-

Lüfter 28 in Drehung versetzt. Bei diesem als Axial- 60 det wird, und dem radialen flachen Teil 44. Die

lüfter ausgebildeten Lüfterrad handelt es sich um Maximalleistung wird erreicht, wenn die rückwärtige

einen Sauglüfter, der dem Kühler 16 gegenüberliegend Ebene und der radiale flache Teil 44 mit einander

angeordnet ist und normalerweise in axialer Richtung fluchten und parallel zueinander verlaufen. Ab-

Luft durch den Kühler ansaugt und in axialer Rieh- weichungen von dieser Lage zwingen den Luftstrom

tung wieder abgibt. Diese axiale Luftströmung wird 65 _Zu einer schnelleren Ablenkung als bei einer gleichen

durch eine Lüfterverkleidung 30 geleitet, die aus prozentualen Abweichung der vorderen Lage der

einem Einlaßteil 32 und einem rückwärtigen Auslaß- vorderen Ebene,

teil 38 besteht. Der Eintrittsquerschnitt des Einlaß- Zwischen den Parametern besteht folgendes Ver-

hältnis: Die Radialerstreckung RF des radialen flachen Teils 44 als auch die Axialerstrcckung CT des Ringteils 40 entspricht ein Drittel der projizierten axialen Breite A W der Lüfterblätter 48, während der Radius R des viertelbogenförmigen Verlängerungsteils 42 zwei Drittel der projizierten axialen Breite A W der Lüfterblätter 48 entspricht.

Durch diese spezielle Dimensionierung der Verhältnisse in der Formgebung der Lüfterverkleidung werden die Antriebskraft für den Lüfter und die Lüftergeräusche reduziert. Weiterhin wird die Kühlleistung der Luftfördereinrichtung derart beeinflußt, daß eine geringere Umlaufgeschwindigkeit des Lüfters ausreicht, um die gleiche Temperaturreduzierung des Kühlmittels zu erreichen. Infolge der radialen Abströmung des Kühlluftstrorns werden Staub und andere Partikeln vom Fahrerstand abgelenkt und strömen radial vom Fahrzeug ab. Das gleiche gilt in bezug auf die Wärme, da auch diese vom Fahrerstand ferngehalten wird, wie dies vergleichsweise in den F i g. 3 und 4 veranschaulicht ist.

Durch Änderung der Lage des Lüfters in bezug auf den Auslaßteil 38 ist es möglich, den Luftstrom ίο bzw. das Strömungsbild der Abluft zu steuern, und zwar derart, daß die Abluft je nach den Gegebenheiten und der Lage des Fahrerstandes mehr odei weniger nach hinten oder aber unter einem Winkel in radialer Richtung abströmen kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Luftfördereinrichtuag an einem Kühler für Brennkraftmaschinen, insbesondere in Fahrzeugen, mit einem im Luftstrom dem Kühler nachgeschalteten Axiallüfter, dessen umlaufendes Lüfterrad von einer Lüfterverkleidung umgeben ist, die einen mit dem Kühler fest verbundenen

gestützt ist, während die am Kühler befestigte Lüfterverkleidung starr angeordnet ist. Relativbewegungen zwischen umlaufendem Lüfterrad und Lüfterverkleidun" in radialer Richtung müssen daher bei der aus der ⁶US-PS 3144 859 bekannten Bauart durch verhältnismäßig konstruktiv aufwendige Maßnahmen, insbesondere durch Verstrebungen ausgeschaltet werden.

Bei der durch diese Druckschrift bekannten Bauart

vorderen Einlaßteil und einen rückwärtigen Aus- 10 wird das Lüfteirad von der den Kühler passierenden

Kühlluft axial angeströmt. Bei der durch die US-PS 29 88404 bekannten Bauart erfolgt hinter dem Kühler sogar eine Expansion der Kühlluft. Durch diese Kühlluftführung zwischen Kühler und Lüfter

laßteil aufweist, der aus einem zylindrischen Ringteil, einem viertelbogenförrnigen Verlängerungsteil und einem radialen flachen Teil besteht, wobei sich eine von den Hinterkanten der umlaufen-

den Lüfterblätter des LüfteiTades erzeugte Ebene 15 rad findet keine Kompression der Kühlluft statt, vielparallel zum radialen flachen Teil erstreckt, d a - mehr bleibt die Luft mehr oder weniger sich selbst

überlassen und kann sich auch nicht nach Austritt aus dem Ringspalt zwischen Lüfterrad und Lüfterver-

durch gekennzeichnet, daß der Einlaßteil (32) kegelstumpfförmig auslaufend mit dem Ringteil (40) des Auslaßteils (38) verbunden ist,

kleidung entspannen.

dessen Breite der projizierten axialen Breite (A W) 20 Zwar ist es aus der DT-AS 11 08 721 bekannt, die der Lüfterblätter (48) entspricht, deren von ihren Kühlluft nach dem Passieren des Kühlers durch ein Vorderkanten (50) und Hinterkanten (52) gebil- sich radial zur Lüfterradachse hin verjüngendes, deten Umlaufebenen im Bereich der Verbindungs- konisch verlaufendes Einlaßteil der Lüfterverkleidung stelle des Einlaßteils (32) mit dem Ringteil (40) in einem gewissen Maß zu komprimieren, jedoch und im Bereich des flachen Teils (44) liegen, 125 bleibt die Kühlluft in Ermangelung eines besonders dessen Radialerstreckung RF ebenso wie die geformfen Auslaßteiles nach dem Verlassen des Axialerstreckung CF des Ringteils (40) ein Drittel Lüfterrades auch hier sich selbst überlassen und der projizierten axialen Breite (A W) der Lüfter- strömt im wesentlichen unkontrolliert und ungezielt blätter (48) entspricht, während der Radius des in Richtung des Brennkraftmaschinenraumes ab. Daviertelbogenförmigen Verlängerungsteils (42) zwei 30 bei umströmt sie die heiße Antriebsmaschine und Drittel der projizierten axialen Breite (A W) der wird unter ungünstigen Umständen zum Fahrerstand

geleitet, wo sie nicht nur eine unangenehme Erwärmung sondern beim Einsatz in staubigem Gelände eine Verschmutzung verursacht. Das Entlangströmen an der heißen Antriebsmaschine hat wiederum zur Folge, daß u. U. zusätzliche Lüfterleistung notwendig ist. Hiermit vergrößert sich der Ölverbrauch und die Geräuschentwicklung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine

Lüfterblätter (48) entspricht.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Luftfördereinrichtung an einem Kühler für Brennkraftmaschinen, insbesondere in Fahrzeugen, mit einem im Luftstrom

dem Kühler nachgeschalteten Axiallüfter, dessen um- 40 Luftfördereinrichtung zu schaffen, die im Vergleich

zu bekannten Einrichtungen dieser Art unter Beibehaltung einer ausreichenden Kühlung mit einer geringeren L üfterantriebsleistung auskommt und insbesondere in Fahrzeugen bei weitgehender Wärme-

einem viertelbogenförmigen Verlängerungsteil und 45 und Geräuschreduzierung im Fahrerhaus eine gezielte einem radialen flachen Teil besteht, wobei sich eine Abluftführung ermöglicht, durch die Staubaufwirbevon den Hinterkanten der umlaufenden Lüfterblätter lungen im Brennkraftmaschinenraum vermieden und des Lüfterrades erzeugte Ebene parallel zum radial Abluft vom Fahrer ferngehalten werden.
Ilachen Teil erstreckt. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge-

Eine solche Formgebung für eine Lüfterverklei- 50 löst, daß der Einlaßteil kegelstumpfförmig auslaufend dung bei einem dem Kühler nachgeschalteten Axial

laufendes Lüfterrad von einer Lüfterverkleidung umgeben ist, die einen mit dem Kühler fest verbundenen vorderen Einlaßteil und einen rückwärtigen Auslaßleil aufweist, der aus einem zylindrischen Ringteil,