DE2826697C2

DE2826697C2 - Axiallüfter für die Kühlung von Kraftfahrzeugmotoren

Info

Publication number: DE2826697C2
Application number: DE2826697A
Authority: DE
Inventors: Richard Edward Rochester Mich. Longhouse
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 1977-07-01
Filing date: 1978-06-15
Publication date: 1987-02-12
Also published as: DE2826697A1; CA1095476A; US4181172A; AU3713378A; DE7818243U1; GB2000477A; AU522558B2

Description

Die Erfindung betrifft einen Axiallüfter für die Kühlung von Kraftfahrzeugmotoren, dessen Lüfterschaufeln durch einen an den Schaufelenden befestigten Abschlußring mit einem zylindrischen Teil und einem sich davon radial nach außen weitenden, abgerundeten Einlauf abgedeckt sind.
Ein solcher als geräuscharm bezeichneter Axiallüfter ist der DD-PS 1 13 795 zu entnehmen. Dabei sind aber die Zuordnung des Lüfterrads zum Kühler und die für das Ausmaß der Geräuschentwicklung sehr wichtige Form des Einlaufs des Abschlußrings nicht spezifiziert.
Die DE-OS 28 26 697 zeigt eine Einlaufdüse für einen zur Kraftfahrzeugmotorkühlung dienenden Radiallüfter, dessen Schaufeln am Rand einer Deckscheibe abgedeckt sind. Eine zwischen Einlaufdüse und Deckscheibe hindurchtretende Spaltströmung wirkt dem Strömungsabriß der Hauptströmung entgegen.
Der Radiallüfter ist ein Diffusor, und geräuschmindernde Maßnahmen in einem scharfen Umlenkungsbereich der Strömung werden nicht getroffen.
Infolge der Zunahme zusätzlicher Hilfsgeräte an Kraftfahrzeugen, Zugmaschinen und Bussen werden laufend höhere Kühlanforderungen gestellt, wodurch sich eine Geräuschsteigerung durch das Lüfterrad ergibt. Andererseits werden die behördlichen Anforderungen bezüglich der Geräuscharmut laufend erhöht. Es ist daher notwendig, den Geräuschpegel auf annehmbare Werte zu senken, ohne jedoch die Kühlkapazität des Kühlers zu beeinträchtigen.
Es ist allgemein bekannt, daß ein geringes Spiel zwischen den Schaufelspitzen eines Axiallüfterrads zu der es umgebenden Ummantelung einen besseren Wirkungsgrad des Lüfters bedingt und zugleich geringe Geräusche verursacht. Bedingt durch die Herstellungstoleranzen und der Relativbewegung zwischen Lüfterrad und Ummantelung ist jedoch im allgemeinen ein mittleres bis großes Spiel üblich. Die dadurch bedingte Schaufelspitzen-Wirbelbildung ist Ursache für Geräusche, die einen wesentlichen Anteil am Gesamtgeräusch haben. Zur Schaffung eines wirtschaftlichen Aufbaus mit gutem Wirkungsgrad ist daher eine Bauart anzustreben, bei der der Rückstrom der Luft von der Hochdruckseite des Lüfters in glatter Weise erfolgt, d. h. ohne Strömungsseparation und ohne Turbulenzen und damit mit geringer Geräuschbildung.
Es ist ferner bekannt, daß durch Anordnung eines Abschlußrings an den Spitzen der Schaufeln des Lüfterrades ein Spiel zu der umgebenden Ummantelung vermieden werden kann und damit Geräusche infolge der Schaufelspitzen-Wirbelbildung der rückströmenden Luft zu vermeiden sind. Ist der Abschlußring aber nicht richtig geformt, so stört der Rückstrom der Luft den Zuluft-Hauptstrom zum Lüfterrad entweder durch unstetige Beeinflussung oder Strömungsseparation des Luftstroms am Einlaßende des umlaufenden Abschlußrings. Hierdurch werden Rotationsgeräusche gebildet.
Bei einem Versuch, den Rückstrom der Luft zu steuern, wird beispielsweise durch die US-PS 38 42 902 vorgeschlagen, zwischen dem Abschlußring und der Ummantelung eine Labyrinthdichtung vorzusehen. Versuche haben jedoch gezeigt, daß eine gewisse Unstetigkeit des Luftstromes und damit ein gewisses Rotationsgeräusch in Kauf genommen werden muß.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Axiallüfter der genannten Art anzugeben, der insbesondere dank verminderter Schaufelspitzen-Wirbelbildung bei gutem Wirkungsgrad ein geringes Laufgeräusch aufweist.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß zum verbesserten Strömungseinlauf ein Luftführungsgehäuse mit im wesentlichen gleichem Durchmesser wie der zylindrische Teil des Abschlußrings unter Belassung eines Spalts vor dem Einlauf endet, dessen Breite kleiner ist als ein die Rundung des Einlaufs bestimmender Krümmungsradius.
In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. In den Zeichnungen zeigt
Fig. 1 eine perspektivische Explosionsdarstellung eines Kühlers und eines Motors für ein Kraftfahrzeug mit einem Axiallüfterrad nebst Ummantelung,
Fig. 2 einen Axialschnitt durch den Lüfter nach Fig. 1.
Eine in Fig. 1 dargestellte Antriebsmaschine 10 für ein Kraftfahrzeug weist am vorderen Ende einen üblichen Riemenantrieb 12 auf, über den Hilfsgeräte angetrieben werden, zu denen auch ein Lüfterrad 14 gehört, das auf einer angetriebenen Welle 15 sitzt. Das Lüfterrad 14 ist ein Axiallüfterrad. Neben dem Lüfterrad 14 liegt ein Kühler 16, mit dem ein Luftführungsgehäuse 18 über Lappen 19 am rechteckigen Außenumfang 20 des Kühlermantels verbunden ist. Ein Abschlußring 22 ist mit den Spitzen der Schaufeln 24 des Lüfterrads 14 verbunden.
Wie Fig. 2 zeigt, hat das Luftführungsgehäuse 18 einen glockenförmigen Einlaß 26, der in einer kreisförmigen Austrittskante 28 endet, die stromaufwärts der Schaufeln 24 liegt. Der Abschlußring 22 besteht aus einem zylindrischen Mantel 29 und einem glockenförmigen Einlaßteil 30, dessen Form durch einen Krümmungsradius R bestimmt ist. Es ergibt sich ein vorgegebener Mindestabstand zwischen der Austrittskante 28 und dem Einlaßteil 30 in Form eines Spaltes C. Die Größe dieses Spalts C ist aus den Herstellungstoleranzen und der Relativbewegung der Lüfterradachse zum ortsfesten Luftführungsgehäuse 18 zu ermitteln.
Die kreisförmige Austrittskante 28 des Luftführungsgehäuses 18 hat einen Durchmesser D, der etwa dem Innendurchmesser des Abschlußringes 22 im Bereich des zylindrischen Mantels 29 entspricht. Im allgemeinen werden die Rotationsgeräusche um so kleiner, je größer der Radius R ist. Die Größe des Radius R ist aber aus betrieblichen Gründen begrenzt. Bei einem Spalt C in der Größe von 3,175 mm bei einem Lüfterrad kleinen Durchmessers wäre der Radius R am vorteilhaftesten mit etwa 6,35 mm zu wählen. Bei einem Spalt C von 11,11 mm eines Lüfterrads für eine schwere Zugmaschine oder einen Bus kommt ein Radius R von 19,05 mm in Betracht.
Versuche haben gezeigt, daß das Luftführungsgehäuse 18 den Rückstrom der Luft von der Hochdruckseite des Lüfterrads an der Wandung des Einlaßteils 30 hält, wenn der Rückstrom durch den Spalt C tritt, so daß der Eintritt in den Förderstrom des Lüfterrads 14 glatt ohne Turbulenzbildung oder Strömungsseparation erfolgt, wodurch eine erhebliche Minderung der Rotationsgeräusche eintritt. Dies ist besonders bei Ausführungsformen der Fall, bei denen große Spitzenspiele an den Schaufelspitzen vorgesehen sind, wie bei Lüfterrädern für Zugmaschinen und Busse.

Claims

Axiallüfter für die Kühlung von Kraftfahrzeugmotoren, dessen Lüfterschaufeln durch einen an den Schaufelenden befestigten Abschlußring mit einem zylindrischen Teil und einem sich davon radial nach außen weitenden, abgerundeten Einlauf abgedeckt sind, dadurch gekennzeichnet, daß zum verbesserten Strömungseinlauf ein Luftführungsgehäuse (18) mit im wesentlichen gleichem Durchmesser wie der zylindrische Teil (29) des Abschlußrings (22) unter Belassung eines Spalts (C) vor dem Einlauf (30) endet, dessen Breite kleiner ist als ein die Rundung des Einlaufs bestimmender Krümmungsradius (R).