DE2459465A1

DE2459465A1 - Kuehleinrichtung, insbesondere fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2459465A1
Application number: DE19742459465
Authority: DE
Inventors: Harold D Beck
Original assignee: International Harverster Corp
Current assignee: Navistar Inc
Priority date: 1974-01-28
Filing date: 1974-12-16
Publication date: 1975-07-31
Also published as: AU474006B2; CA1018031A; SE7500905L; JPS50107511A; US3937189A; SU685165A3; DE2459465B2; FR2258969A2; FR2258969B2; AU7739875A; NL7416528A; NL156785B; BR7500529A; SE411637B; GB1471502A; IT1026053B

Description

1287, D-9536

Dip!. fcvt. C:.A O.5-oepke „ - _r. ,₀

Patentanwälte ·' ^{Or Jri}-·· ■<·» -

δ München 5, Erhardtstraße ö

INTERNATIONAL HARVESTER COMPANY
4ol, North Michigan Avenue

£-iLJLg-A_g_Q-_.J·/Illinois 6o611

U.S.A.

KÜHLEINRICHTUNG, INSBESONDERE FÜR KRAFTFAHRZEUGE

Die Erfindung bezieht sich auf eine insbesondere für Kraftfahrzeuge geeignete Kühleinrichtung, die aus einem Kühler, einem diesem zugeordneten Lüfter mit einem umlaufenden Lüfterrad und einer Lüfterverkleidung besteht, die einen dem Kühler' zugewandten vorderen Einlaßteil und einen rückwärtigen Auslaßteil aufweist.

Die meisten Kraftfahrzeuge werden heutzutage durch Verbrennungskraftmaschinen angetrieben. Die zwangsläufig wärmeabgebenden Verbrennungskraftmaschinen weisen vielfach eine Wasserkühlung auf, bei der Wasser im Kreislauf durch die Antriebsmaschine geführt und auf diese Weise die sich entwickelnde Wärme nach außen in die Atmosphäre abgeführt wird. Der zum Kühlen des Kühlwassers dienende Kühler wird einem Luftstrom ausgesetzt, der die Wärme aufnimmt und sie in. die Atmosphäre ableitet. Zum Erzeugen.des Luftstromes sind verschiedene Arten von Lüftern bekanntgeworden. So kennt man Lüfter, durch die aus der Atmosphäre Luft durch den .Kühler angesaugt und entlang der Antriebsmaschine wieder in die Atmosphäre zurückgefördert wird. Diese Lüfter sind als Axialsauglüfter bekanntgeworden, bei denen die Luft axial durch den Kühler angesaugt

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und in dem Verbrennungskraftmaschinenraum abgegeben wird. Andere Lüfter wiederum arbeiten in der umgekehrten Weise, d.h. sie saugen Luft aus dem Verbrennungsmaschinenraum an, worauf die Luft durch den Kühler hindurchgedrückt wird, um die notwendige Kühlung des Kühlers zu erreichen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Kühleinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die Kühlluft nicht nur gesteuert abgeführt, sondern in axialer Richtung auch umgekehrt als bisher abgeleitet werden kann. Außerdem sollen die Luftabführung einstellbar sein, die Geräusche und die Antriebsleistung reduziert werden. Schließlich soll eine größere Freiheit in der Anordnung der Kühleinrichtung erreicht werden.

Um diese Aufgabe zu lösen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß der Auslaßteil aus einem zylindrischen Ringteil, einem radialen Verlängerungsteil und einem radialen flachen Teil besteht und im wesentlichen mit einer möglichen Abweichung von plus oder minus 12 % ein Verhältnis vorliegt, wonach RF = AW/3, CF = AW/3 und R = 2 AW/3 ist, wobei RF die Länge des radialen flachen Teils, CF die Länge des zylindrischen Ringteils, R der Abstand zwischen einem Bezugspunkt und dem radialen Verlängerungsteil und AW die pro-„ jizierte axiale Breite des Lüfterrades ist und daß ferner eine von der Hinterkante der umlaufenden Lüfterblätter des Lüfterrades erzeugte Ebene sich parallel zum radialen flachen Teil in einem Abstand erstreckt, der 6o % bis 75 % von AW beträgt. Mit den" Mitteln nach der Erfindung kann ein Fahrzeug ausgerüstet werden, das eine wassergekühlte Verbrennungskraftmaschine und eine Kühleinrichtung zur Aufnahme und Abgabe der anfallenden Wärme aufweist. Die Kühleinrichtung umfaßt dabei einen herkömmlichen Kühler, einen diesem zugewandten Axiallüfter mit einer Reihe von winklig angeordneten Lüfterblättern, mittels derer Luft rückwärts durch den Kühler gesaugt wird. Von der Rückseite oder der Ausgangsseite des Kühlers aus erstreckt sich die Verkleidung, um die Kühlluft durch den Kühler zu leiten und sicherzustellen, daß keine Luft angesaugt wird, die nicht mit der perforierten Hitze austauschenden

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Fläche des Kühlers in Kontakt gelangt. Zum größten Teil umgibt die Verkleidung die gesamte perforierte, Hitze austauschende Fläche des Kühlers. An der sich nach hinten erstreckenden Seite der Verkleidung besitzt diese einen Auslaßteil mit einem darin teilweise'untergebrachten Lüfter.Die spezielle Ausgestaltung dieses Auslaßteils in Verbindung mit dem Lüfter und dessen Lage ist bedeutend, da hierdurch der Luftstrom konvergierend umgelenkt und in entgegengesetzter axialer Richtung vom Motorraum fortgeleitet wird. Es versteht sich, daß die Erfindung αμοη^βΐ einem stationären, flüssigkeits- oder luftgekühltem Motor anwendbar ist, bei dem die Luft in gewünschter Weise geleitet werden soll. * "

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert:

Es zeigen: -

Fig. 1; eine Seitenansicht einer Verbrennungskraftmaschine mit der erfindungsgemäßen Kühleinrichtung in einem Fahrzeug,

Fig. 2: einen Teilschnitt durch die Kühleinrichtung,

Fig. 3: eine Aufsicht auf einen Schtepper mit herkömmlicher Luftabführung und _ .

Fig. 4: eine entsprechende Aufsicht auf ei-nen Schlepper mit einer, Luftabführung und einem Abstand X_E der Verkleidung zur Hinterkante der Lüfterblätter <; plus' oder minus 2o % beträgt.

In Fig. 1 ist eine in herkömmlicher Weise wassergekühlte Verbrennungskraftmaschine Io dargestellt,die auf dem vorderen Teil eines Fahrgestellrahmens 12 eines Fahrzeugs 14 angeordnet ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist dieses Fahrzeug ein Ackerschlepper. Es versteht sich jedoch, daß die Erfindung auch bei anderen, mit einer Verbrennungskraftmaschine ausgerüsteten Fahrzeugen oder einem transportablen oder stationären Antriebsaggregat mit einem

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Lüfter angewandt werden kann. Im vorderen Teil des Fahrzeuges ist ein Kühler 16 angeordnet, um die von der Verbrennungskraftmaschine erzeugte Wärme aufzunehmen. Der Kühler ist über Leitungen 18 und 2o mit der Verbrennungskraftmaschine verbunden, so daß Kühlwasser zwischen dem Kühler 16 und den Kühlwasserräumen der Verbrennungskraftmaschine Io strömen kann. Die Verbrennungskraftmaschine Io ist von einer Blechhaube 22 umgeben, so daß ein Verbrennungsmaschinenraum 24 gebildet wird.

Am vorderen Ende der Verbrennungskraftmaschine Io sitzt eine Lüfterwelle 26, über die Antriebskraft zu einem Lüfter 2 8 geleitet werden kann. Für die vorliegende Erfindung ist unwesentlich, in welcher Weise die Antriebskraft dem Lüfter zugeführt wird; es können Riemen und Riemenscheiben verwendet werden. Bei dem Lüfter 28 handelt es sich um einen umlaufenden Sauglüfter, der dem Kühler 16 gegenüberliegend angeordnet ist und in bekannter Weise in axialer Richtung Luft durch den Kühler ansaugt und in axialer Richtung wieder abgibt. Diese axiale Luftströmung wird durch eine Verkleidung 3o geleitet. Die besondere Gestalt des vorderen Einlaßteils 32 der Verkleidung 3o ist abhängig von der Gestalt und Ausbildung des perforierten Wärmeaustauschteils des Kühlers. Die Art der Verbindung zwischen der Führungskänte des vorderen Einlaßteils 32 und der rückwärtigen Seite 34 des Kühlers 16 ist abhängig, von der besonderen Charakteristik dieser Bauteile, d.h. einige Verbindungen weisen Luftspalte auf, während andere im wesentlichen über den gesamten Umfang der Verbindung abgedichtet sind. In der bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die gesamte perforierte Fläche im wesentlichen abgedichtet, so daß die Luft nur durch den Kühler strömen und nicht von anderen Richtungen zuströmen kann. Von der Vorderkante aus ist die Verkleidung entweder, wie dargestellt, kegelstumpfförmi'g, oder aber kastenförmig konvergierend nach hinten zu einer rückwärtigen Kante 36 ausgebildet.

Wie aus Fig. 2 hervorgeht, erstreckt sich nach hinten und nach außen von der Kante 36 ein Auslaßteil 38. Die Verbindung zwischen dem Einlaßteil und dem Auslaßteil kann durch geeignete Mittel er-

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raicht werden. Wesentlich ist dabei, daß diese Verbindung ver- ' hältnismäßig frei von Öffnungen und Zwischenräumen ist, die einen Luftzutritt ermöglichen. Der Auslaßteil 38 besitzt einen Ringteil 4o, einen gewölbten Verlängerungsteil und einen flachen Flanschteil· 44.; Der Ringteil 4o bildet die Einlaßöffnung für den AuslaJJteil 38, während sich der Ver längerungs teil 42 nach hinten und gleichzeitig bogenförmig nach außen erstreckt, wobei ein Bezugspunkt für den Bogenradius mit 46 bezeichnet ist·.· Der bogenförmige Verlängerungsteil 42 ist somit glockenförmig ausgebildet und bildet somit eine überführungsfläche bzw. kommt einer solchen nahe. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der. Veriängerungsteil 42 ein Teil mit einem konstanten Bogenradius. Der flache Flanschteil 44 bildet die Hinterkante des Verkleidungsauslasses 38 und besitzt eine Hauptebene, die vertikal zu dem Ringteil 4o verläuft. Aus Vereinfachungsgründen kann der Rir.gteil 4o als zylindrischer Hals, der bogenförmige Verlängerungsteil 42 als radiale Verlängerung und der flache Flanschten 44 als radiale Fläche bezeichnet v/erden. Insgesamt gesehen ist der Auslaßteil 38 in Gestalt eines Trichters ausgebildet.

wie oben bereits erwähnt, ist der Lüfter 28 in der Nähe des Kühlers umlaufend gelagert, mit dem Zweck einen Kühlluftstrom zu erzeugen. Der Lüfter 28 weist mehrere Lüfterblätter 48 auf, von denen in der Zeichnung nur eins dargestellt ist. Wie aus Fig. 2 hervorgeht, ist der Lüfter 28 von dem Lüfterauslaßteil 38 umgeben. Die Anordnung des Lüfters 28 innerhalb der Verklei-,dung 3o ist derart getroffen, daß eine durch eine Hinterkante 52 gebildete, rückwärtige Ebene parallel zur radialen Fläche 44 verläuft und gegenüber 'dieser um einen Betrag 6o%/ζ ^xe =" ^ * vorsteht/ wobei X„ der vorstehende Teil der projezierten axialen Breite AVJ des Lüfters ist. 'Es hat sich jedoch herausgestellt,, daß in beiden Werten-eine Abweichung von plus oder minus 5 % von der projizierten Äxialbreite AW des Lüfters möglich ist. Das bedeutet, daß bei einer Lageabweichung von 5 % der beiden Ebenen, die durch ■ die Vorder- und Hinterkante der umlaufenden Lüfterblä'tter gebildet v/erden, immer noch eine zufriedenstellende Funktion gemäß der

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Erfindung erreicht wird, d.h. innerhalb dieses Bereiches der abgelenkte Luftstrom gemäß Fig. 5 im wesentlichen in umgekehrter axialer Richtung entsprechend den Pfeilen 27 abgeleitet wird.

Wird der Lüfter 28 in die in Fig. 2 mit strichpunktierten Linien dargestellte Stellung A verstellt, erfolgt im wesentlichen eine axiale Luftabströmung, so wie das in Fig. 2 mit den Pfeilen 23 und in Fig. 3 dargestellt ist. Wird der Lüfter 28 in die Stellung B gebracht, so erfolgt die Äbströmung gemäß den Pfeilen 25 in Fig. 2 und entsprechend der Darstellung in Fig. 4.

Zwischen den Paramtetern besteht folgendes Verhältnis: RF = AW/3, CF = AW/3, und R = 2 AW/3, wobei RF die Länge der radialen Fläche 44/ CF die Länge des zylindrischen Ringteils 4o und R der Radius des sich radial erstreckenden Verlängerungsteils 42 oder der Abstand von dem Bezugspunkt zu der Überführungsfläche und AW die projizierte axiale Breite des Lüfters 28 ist.

Die Lage des Lüfters 2 8 zu dem Auslaßteil· 38 wird am besten durch den Abstand des Lüfters ausgedrückt, der sich über das Ende der Verkleidung n.ach hinten erstreckt. Es wurde gefunden, daß bei einer Abweichung von 6o % ^ X„ t? 75 % beste Ergebnisse hinsichtlich der umgekehrten axialen Strömung erzielt werden. Vernünftige Ergebnisse konnten jedoch auch noch dann erzielt werden, wenn die genannten Werte für X„ ungefähr um plus oder minus 5 % von AW abweichen. Durch die bestimmte Lage des Lüfters in Bezug auf den Lüfterauslaß ist es somit möglich, den Luftstrom zu steuern, und zwar konvergierend und in umgekehrter axialer Richtung zum vorderen Ende des Fahrzeugs, so daß mit dem Luftstrom mitgeführter Staub und andere Partikel nicht auf den Motor und den Bedienungsstand geleitet werden.

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Claims

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PATENTANSPRÜCHE

j 1./Kühleinrichtung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bestehend aus einem Kühler, einem diesem zugeordneten Lüfter mit einem umlaufenden .Lüfterrad und mit einer Lüfterverkleidung, die einen dem Kühler zugewandten vorderen Einlaßteil und · einen rückwärtigen Auslaßteil aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaßteil (38) aus einem zylindrischen Ringteil (4o), einem radialen Verlängerungsteil (42) und einem radialen flachen Teil (44) besteht, im wesentlichen mit einer möglichen Abweichung von plus oder minus 12 % ein Verhältnis vorliegt, wonach RF = AW/3, CF = AW/3 und R = 2 AW/3 ist, wobei RF die Länge des radialen flachen Teils (44), CF die Länge des zylindrischen Ringteils (4o), R der Abstand zwischen einem Bezugspunkt und dem radialen Verlängerungsteil (42) und AW die projizierte axiale Breite des Lüfterrades (28) ist und daß ferner eine von der Hinterkante

(52) der umlaufenden Lüfterblätter des Lüfterrades erzeugte Ebene sich parallel zum radialen flachen Teil,(44) in einem Abstand (X_E) erstreckt, der 6o % bis 75 % von AW beträgt.

2. Kühleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet·, daß der Abstand (X„) außerhalb der von der Hinterkante (52) der Lüfterblätter (48) gebildeten Ebene Abweichungen von plus oder minus 5 % aufweisen kann.

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