DE3322338A1

DE3322338A1 - Kraftfahrzeug mit einer wassergekuehlten brennkraftmaschine als antriebsmotor

Info

Publication number: DE3322338A1
Application number: DE19833322338
Authority: DE
Inventors: Karl Ing. 8010 Graz Kirchweger
Original assignee: AVL List GmbH; AVL Gesellschaft fuer Verbrennungskraftmaschinen und Messtechnik mbH
Current assignee: AVL List GmbH
Priority date: 1982-07-01
Filing date: 1983-06-22
Publication date: 1984-01-05
Also published as: FR2529517B1; DE3322338C2; US4598786A; FR2529517A1

Description

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Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer samt angeflanschtem Getriebe mit einer schalldämmenden Kapsel versehenen wassergekühlten Brennkraftmaschine als Antriebsmotor und einem Kühler sowie einem Lüfter, wobei die Seitenwände der scha11dämmenden Kapsel zumindest teilweise von umgebenden Fahrzeugteilen gebildet sind und die Kapsel an der Oberseite durch die Motorhaube des Fahrzeuges und an der Unterseite durch einen aufgesetzten Deckel abgeschlossen ist.

Aus der DE-OS 26 20 774 ist ein Kraftfahrzeug der genannten Art bekannt, welches einen mit der Kurbelwellenachse in Längsrichtung des Fahrzeuges frontseitig eingebauten Antriebsmotor aufweist. Die Kühler-Lüfter-Einheit mit einem elektromotorisch betriebenen Kühlerlüfter ist dabei an der Frontseite des Fahrzeuges zwischen der vorderen Seitenwand der schalldämmenden Kapsel und dem Kühlergrill angeordnet, wobei entsprechend viel Platz zwischen der Abströmseite des Kühlerlüfters und der angreneznden Kapselwand vorgesehen sein muß, um die weitgehend ungehinderte Abströmung der erwärmten Kühlluft von der Kühler-Lüfter-Einheit sicherzustellen. Dies bringt insbesonders bei den gedrängten Platzverhältnissen von heutzutage.immer beliebter werdenden Klein-Personenwagen Probleme hinsichtlich der Unterbringung der Kühler-Lüfter-Einheit mit sich.

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Weiters ist beispielsweise aus der DE-OS 27 03 227 ein Kraftfahrzeug der eingangs genannten Art bekannt, welches einen frontseitig quer eingebauten Antriebsmotor besitzt. Die Kühler-Lüfter-Einheit ist auch bei diesem Fahrzeug zwecks Ausnutzung des insbesonders bei höheren Fahrzeuggeschwindigkeiten für die Kühlung der Brennkraftmaschine völlig ausreichenden Staudruckes an der Frontseite des Fahrzeuges angeordnet, wobei hier hinter dem Kühlerlüfter keine eigene Trennwand zur schalldämmenden Kapsel mehr vorgesehen ist, sondern die abströmende Kühlluft unmittelbar in die schalldämmende Kapsel zu deren Belüftung und Kühlung eingeleitet wird. Damit ergibt sich aber unmittelbar das Problem, daß die Eintritts- und Austrittsoffnungen der Kühlluft in die bzw. aus der Kapsel - welche in ihrer Größe überdies noch für die Erfordernisse der Kühler-Lüfter-Einheit ausgelegt sein müssen und damit für die eigentliche Kapselbelüftung völlig überdimensioniert sind - gegen Schallaustritt aus der Kapsel abgesichert sein müssen, was sehr aufwendige und großbauende Eintritts- und Austrittsschalldämpfer erforderlich macht. Damit wird ein sehr großer Teil des durch den Quereinbau des Antriebsmotors gewonnenen Platzes wiederum nicht für entsprechende Verkleinerungen der Außenmaße des Fahrzeuges verfügbar.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die angeführten Nachteile der bekannten Kraftfahrzeuge der eingangs genannten Art zu vermeiden und insbesonders ein derartig ausgebildetes Kraftfahrzeug dahingehend zu verbessern, daß bei gleichzeitiger Ermöglichung einer sehr gedrängten Bauweise die Anordnung der Kühler-Lüfter-Einheit sowohl konstruktiv vereinfacht als auch funktionell verbessert wird.

Dies wird gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch erreicht, daß für die Aufnahme der vom Kühler abströmenden Kühlluft ein zum Innenraum der Kapsel abgeschlossenes Gehäuse vorgesehen ist, welches unmit-

telbar einen Teil der vorderen Seitenwand der Kapsel bildet, und daß von diesem Gehäuse ausgehend innerhalb der Kapsel ein geschlossener Luftkanal für die abströmende Kühlluft vorgesehen ist, der an einer der anderen Kapselwände ins Freie mündet. Auf diese Weise braucht einerseits an der Abströmseite des Kühlers kein die· Außenabmessungen des Fahrzeuges unnötig vergrößernder Raum für die Ermöglichung einer weitgehend verlustlosen Abströmung der Kühlluft zwischen Kühlerlüfter und Kapselwand vorgesehen zu werden und andererseits ist infolge der geschlossenen Durchführung der abströmenden Kühlluft durch die Kapsel in dem erfindungsgemäß dafür vorgesehenen Luftkanal relativ großen Querschnittes die Anordnung von zusätzlichen, sowohl räumlich als auch konstruktiv sehr aufwendigen Schalldämpfern für die gesamte Kühlluftmenge nicht erforderlich. Die Kühlung bzw. Belüftung des Kapselinnenraumes ist somit völlig unabhängig von der Kühlung der Brennkraftmaschine selbst, was infolge des nur sehr geringen Luftbedarfes für die eigentliche Kapselkühlung bzw. Belüftung weitgehende konstruktive Vorteile bringt. Der insbesonders bei Klein-Personenkraftwagen im Motorraum nur sehr beschränkt zur Verfügung stehende Platz kann durch die genannte Ausbildung der Kühlluft-Ableitung optimal ausgenutzt werden.

Bei einem Kraftfahrzeug mit einem quer eingebauten Antriebsmotor ist nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß der Luftkanal die Kapsel neben dem Motorblock der Brennkraftmaschine und über dem angeflanschten Getriebe durchsetzt. Da das Getriebe von Antriebsmotoren für Kraftfahrzeuge gegenüber dem Motorblock wesentlich niedriger baut,ist über dem Getriebe ausreichend Platz vorhanden, der für die Zwecke der vorliegenden Erfindung sehr vorteilhaft und für die Ableitung der Kühlluft auch strömungstechnisch sehr günstig ausgenutzt werden kann.

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Nach einer anderen Weiterbildung der Erfindung verläuft der Luftkanal seitlich gekrümmt und mündet in den getriebeseitigen Radkasten des Fahrzeuges. Durch diese Ausbildung wird insbesondere die Baulänge des Kraftfahrzeuges durch die erforderliche Ausmündung des Luftkanals nicht weiter belastet, was eine sehr kompakte Motorraumausbildung ermöglicht.

Der Luftkanal kann aber soweit es die sonstigen Bauverhältnisse erlauben, auch ohne weiteres hinter dem Getriebe nach unten gekrümmt verlaufen und an der Unterseite des Fahrzeuges ausmünden. Soferne an dieser Stelle zwischen Getriebe und der den Motorraum gegen den Fahrzeuginnenraum abschließenden Spritzwand zu wenig Platz zur Verfügung steht, kann nach einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung vor der Spritzwand des Motorraumes eine zusätzliche Wand als hintere Kapsel seitenwand eingesetzt sein und der Luftkanal in den zwischen Spritzwand und zusätzlicher Wand gebildeten, zur Unterseite des Fahrzeuges hin offenen Raum münden. Dieser Raum zwischen Spritzwand und zusätzlicher Wahd kann wegen der relativ großen zur Verfügung stehenden Breite sehr schmal sein, was sich ebenfalls sehr günstig auf die Abmessungen des Fahrzeuges auswirkt.

In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft, wenn in weiterer Ausbildung der Erfindung die zusätzliche Wand elastisch gegen die Spritzwand des Fahrzeuges abgestützt ist, da damit gleichzeitig eine wesentlich höhere Geräuschdämmung zwischen Motorraum und Fahrzeuginnenraum erreicht wird, als bei einer gleichschweren Einzelwand.

Der die Kapsel durchsetzende und den von der Kühler-Lüfter-Einheit abströmenden Luftstrom führende Luftkanal kann nach einer sehr vorteilhaften Ausbildung der Erfindung als elastischer Schlauch ausgebildet sein, der beispielsweise einfach an entsprechenden Anschlußstutzen der Kapselwände befestigt ist.

Es ist gemäß der Erfindung aber auch möglich, daß der Luftkanal teilweise von Wandteilen der scha11dämmenden Kapsel begrenzt ist, was in gewissen Fällen Montagebzw. Wartungsvorteile bringt.

Die Luftförderung durch die Kühler-Lüfter-Einheit der Brennkraftmaschine kann auf bekannte Weise beispielsweise durch einen Elektrolüfter erfolgen, der mittels eines Thermofühlers bei Überschreiten einer gewissen Kühlwassertemperatur eingeschaltet wird. Dieser Lüfter ist hauptsächlich im Stand und bei niedrigen Geschwindigkeiten des Fahrzeuges wirksam, während bei mittleren und höheren Geschwindigkeiten der auftretende Staudruck ausgenutzt wird. Es wird dabei der Leistungsbedarf für den Antriebsmotor höher und somit auch die über den Kühler abzuführende Wärmemenge, weshalb der Querschnitt des die Kapsel durchsetzenden Luftkanals unter Umständen nicht mehr ausreicht. Um trotzdem eine ausreichende Kühlluftdurchströmung des Kühlers zu ermöglichen, ist in weiterer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung an der Unterseite des Gehäuses der Kühler-Lüfter-Einheit eine ins Freie öffnende Klappe angeordnet, welche bei Überschreitung eines bestimmten Staudruckes selbsttätig öffnet.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn in weiterer Ausgestaltung der Erfindung der Lüfter im Luftkanal an dessen dem Gehäuse zugewandten Ende angeordnet ist. Auch bei höherer Fahrgeschwindigkeit kann so die dann größere Luftmenge bewältigt werden. Wenn der Lüfter vor dem Kühler der Brennkraftmaschine angeordnet wird, so kann es bei höheren Fahrgeschwindigkeiten vorkommen, daß der Querschnitt des die Kapsel durchsetzenden Luftkanals unter Umständen nicht mehr ausreicht und es daher zu Stauungen im Gehäuse vor Eintritt in den Luftkanal kommt. Um auch für diesen Fall eine ausreichende Kühlluftdurchströmung des Kühlers zu ermöglichen, ist dann an der Unterseite des Gehäuses eine ins Freie führende Öffnung vorgesehen, durch wel-

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che ein Teil der den Kühler passierenden Kühlluftmenge abströmen kann. Diese Wirkung kann noch erhöht werden, wenn nach einem weiteren Merkmal der Erfindung an der vorderen Unterkante.der Motor- bzw. Kühlerhaube ein Spoiler vorgesehen ist, der bei höheren Fahrgeschwindigkeiten einen Unterdruck im Bereich der unteren Luftaustrittsöffnung des Gehäuses erzeugt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher er-läutert.

Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung ein Detail eines erfindungsgemäß ausgebildeten Kraftfahrzeuges im Längsschnitt, Fig. 2 zeigt eine Ansicht in Richtung des Pfeiles II in Fig. 1 bei abgenommenen Motorhaube. Fig. 3 zeigt in einer der Fig. 1 entsprechenden Darstellung ein anderes Ausführungsbeispiel nach der Erfindung, Fig. 4 zeigt in einer der Fig. 1 entsprechenden Darstellung ein anderes Ausführungsbeispiel nach der Erfindung und Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer Ansicht gemäß Fig. 2. Gleiche Teile sind bei allen Ausführungsbeispielen mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Bei dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Kraftfahrzeug handelt es sich um einen Klein-Personenkraftwagen mit Frontantrieb. Als Antriebsmotor dient eine wassergekühlte Brennkraftmaschine 1, welche über ein angeflanschtes Getriebe 2 auf die Vorderräder 3 des Kraftfahrzeuges einwirkt. Die Brennkraftmaschine 1 ist samt angeflanschtem Getriebe 2 schalldämmend gekapselt, wobei die Seitenwände 4, 5, 6, 7 der schalldämmenden Kapsel 8 zumindest teilweise von umgebenden Fahrzeugteilen gebildet sind und die Kapsel an der Oberseite durch die Motorhaube 9 des Fahrzeuges und an der Unterseite durch einen aufgesetzten Deckel 10 abgeschlossen ist. Von der dem Innenraum der Kapsel 8 zugewandten Rückseite des Gehäuses 12 ausgehend ist innerhalb der Kapsel 8 ein geschlossener Luftkanal 13

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für die vom Kühler 14 abströmende Kühlluft vorgesehen, der an der hinteren Kapsel seitenwand 4 nach unten gekrümmt ins Freie mündet.

Zur Kühlluftförderung ist ein elektrisch betriebener Lüfter 16 vorgesehen, der z.B. bei Überschreitung einer gewissen Kühlwassertemperatur automatisch einschaltet wird und Kühlluft durch den Kühler 14 in das Gehäuse 12 saugt. Der Lüfter 16 ist im Luftkanal 13 an dessen dem Gehäuse 12 zugewendeten Ende angeordnet, also etwa an jener Stelle, an welcher der Luftkanal die vordere Seitenwand 7 der Kapsel 8 durchsetzt. Bei größeren Fahrzeuggeschwindigkeiten wird üblicherweise der vor dem Kühler 14 infolge der Bewegung des Fahrzeuges anstehende Staudruck zur Luftförderung durch den Kühler ausgenützt.

Im Inneren der schalldämmenden Kapsel 8 verläuft der Luftkanal 13 neben dem Motorblock 15 der Brennkraftmaschine 1 und über dem angeflanschten Getriebe 2, was aufgrund der Tatsache, daß das Getriebe 2 weniger hoch baut als der Motorblock 15, zu einer sehr vorteilhaften Ausnützung des Kapselinnenraumes führt. Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 unterscheidet sich von dem nach den Fig. 1 und 2 im wesentlichen lediglich dadurch, daß hier der Lüfter 16 vor dem Kühler 14 angeordnet ist und das Gehäuse 12 zusätzlich eine nach unten und ins Freie führende Luftaustrittsöffnung 12' besitzt. Auch hier wird der bei höherer Fahrgeschwindigkeit bedeutende Staudruck zur Kühlluftförderung ausgenützt, wobei der Stau allerdings das Problem ergibt, daß die dabei anfallenden großen Kühlluftmengen durch den relativ engen Luftkanal 13 unter Umständen am Abströmen behindert werden. Um dies zu vermeiden, ist an der Unterseite des Gehäuses 12 eine ins Freie führende Öffnung 12' angeordnet, durch welehe ein Teil der Kühlluft abströmen kann. Die beiden Abströmwege werden vorzugsweise gleichwertig ausgeführt, es kann jedoch auch einer der Abströmwege,

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z.B. derjenige durch den Luftkanal 13, durch entsprechende Formgebung und Dimensionierung.bevorzugt werden. Zur Erhöhung der Wirkung der Abströmöffnung 12' ist an der vorderen Unterkante der Motor- bzw. Kühlerhaube ein Spoiler 21 vorgesehen, der insbesonders bei höheren Fahrzeuggeschwindigkeiten zusätzlich zur Wirkung des Staudruckes im Inneren des Gehäuses 12 einen Unterdruck im Bereich unter der unteren Öffnung 12' des Gehäuses erzeugt..

Das Ausführungsbeispiel nach Pig. 4 unterscheidet sich von dem nach den Fig. 1 und 2 im wesentlichen lediglich dadurch, daß hier vor der Spritzwand 18 des Motorraumes eine zusätzliche Wand 4' als hintere Kapselwand eingesetzt ist, und daß der Luftkanal 13 in den zwischen Spritzwand 18 und zusätzlicher Wand 4' gebildeten, zur Unterseite des Fahrzeuges hin offenen Raum 19 mündet. Da dieser Raum 19im wesentlichen über die gesamte Breite des Kraftfahrzeuges verlaufen kann, kann zwischen zusätzlicher Wand 4' und Spritzwand 18 ein relativ kleiner Abstand gewählt werden, was trotz ' ungehinderter Abströmung der Kühlluft aus dem Luftkanal 13 eine sehr gute Ausnutzung des zur Verfügung stehenden Bauraumes ermöglicht.

Zur Erhöhung der Schalldämmung zwischen dem Motorraum und dem Innenraum des Kraftfahrzeuges kann die zusätzliche Wand 4' auch auf hier nicht näher dargestellte Weise elastisch gegen die Spritzwand 18 des Fahrzeuges abgestützt sein.

Um zu vermeiden, daß die anfallenden Kühlluftmengen durch den relativ engen Luftkanal 13 unter Umständen am Abströmen behindert werden, ist an der Unterseite des Gehäuses 12 der Kühler-Lüfter-Einheit 11 eine ins Freie öffnende Klappe 17 angeordnet, welche bei Überschreitung eines bestimmten Staudruckes im Inneren des Gehäuses 12 selbsttätig öffnet und damit die Abströmung der durch den Kühler 14 gepreßten Kühlluft ermöglicht. Zur Erhöhung der Wirkung der

KIcJpi>cⁱ 17 ist. auch hier an dor vorderen Unterkante der Motor- bzw. Kühlerhaube ein Spoiler 21 vorgesehen, der insbesondere bei höheren Fahrzeuggeschwindigkeiten zusätzlich zur Wirkung des Staudruckes im Inneren des Gehäuses 12 einen Unterdruck im Bereich unter der Klappe 17 erzeugt.

Hinsichtlich der übrigen Merkmale des Ausführungsbeispieles nach Fig. 4 sei auf die Ausführung zu den Fig. 1 und 2 verwiesen; gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Das in Fig. 5 schematisch dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von den bisher besprochnen Ausführungen im wesentlichen lediglich dadurch, daß der Luftkanal 13 hier seitlich gekrümmt verläuft und in den getriebeseitigen Radkasten 20 des Fahrzeuges mündet.Auf diese Weise wird insbesonders an Baulänge des Kraftfahrzeuges gespart, da hinter dem Antriebsmotor keinerlei Platz mehr für die Ausmündung des Luftkanals vorgesehen werden muß. Bezüglieh der übrigen Merkmale dieses Ausführungsbeispieles sei ebenfalls wiederum auf die obenstehenden Ausführungen verwiesen; auch hier sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Es ist also bei allen dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen ein von dem an die vordere Seitenwand 7 der schalldämmenden Kapsel 8 anschließenden Gehäuse 12 ausgehender und an einer der anderen Kapselwände" ins Freie mündender Luftkanal 13 für die Durchführung wenigstens eines Teiles der vom Kühler 14 abströmenden Kühlluft durch die schalldämmende Kapsel vorgesehen, weshalb die Anordnung von Eintritts- und Austrittsschalldämpfern für die Kühlerabluft nicht erforderlich ist und damit eine sehr gedrängte Bauweise des Kraftfahrzeuges, insbesonders bei der dargestellten Ausbildung mit quer eingebautem Antriebsmotor, möglich ist.

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Vorteile hinsichtlich der Ausnutzung des zur Verfügung stehenden Platzes lassen sich aber mit den gemäß der vorliegenden Erfindung vorgeschlagenen Maßnahmen auch bei längs eingebauten Antriebsmotoren erzielen.

1983 05 26
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Claims

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AVL Verbrennungskraftmaschinen und Meßtechnik mbH, Prof. Dr.Dr.h.c. Hans List

Kleistraße 48, A - 8o2o Graz (Österreich)

Kraftfahrzeug mit einer wassergekühlten Brennkraftmaschine als Antriebsmotor

■Patentansprüche

( 1. !'Kraftfahrzeug mit einer samt angeflanschtem Getriebe mit einer schalldämmenden Kapsel versehenen wassergekühlten Brennkraftmaschine als Antriebsmotor und einem Kühler sowie einem Lüfter, wobei die Seitenwände der schalldämmenden Kapsel zumindest teilweise von umgebenden Fahrzeugteilen gebildet sind und die Kapsel an der Oberseite durch die Motorhaube des Fahrzeuges und an der Unterseite durch einen aufgesetzten Deckel abgeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß für die Aufnahme der vom Kühler (14) abströmenden Kühlluft ein zum Innenraum der Kapsel (8) abgeschlossenes Gehäuse (12) vorgesehen ist, welches unmittelbar einen Teil der vorderen Seitenwand (7) der Kapsel (8) bildet, und daß von diesem Gehäuse (12) ausgehend innerhalb der Kapsel (8) ein geschlossener Luftkanal (13) für die abströmende Kühlluft vorgesehen ist, der an einer der anderen Kapselwände (4) ins Freie mündet.

2. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 mit einem quereingebauten Antriebsmotor, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftkanal (13) die Kapsel (8) neben dem Motorblock (15) der Brennkraftmaschine (1) und über dom angeflanschten Getriebe (2) durchsetzt.

3. Kraftfahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich-

not, daß der Luftkanal (13) seitlich gekrümmt verläuft und in den getriebcseitigen Radkasten (20) des Fahrzeuges mündet.

4. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Spritzwand (18) des Motorraumes eine zusätzliche Wand (4') als hintere Kapselseitenwand eingesetzt ist, und daß der Luftkanal (13) in den zwischen Spritzwand (18) und zusätzlicher Wand (4') gebildeten, zur Unterseite des Fahrzeuges hin offenen Raum (19) mündet.

5. Kraftfahrzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Wand (4') elastisch gegen die Spritzwand (18) des Fahrzeuges abgestützt ist.

6. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftkanal (13) als elastischer Schlauch ausgebildet ist.

7. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftkanal (13) teilweise von Wandteilen der schalldämmenden Kapsel (8) begrenzt ist.

8. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an der Unterseite des Gehäuses (12) der Kühler-Lüfter-Einheit eine ins Freie öffnende Klappe (17) angeordnet ist, welche * bei Überschreitung eines bestimmten Staudruckes selbsttätig öffnet.

9. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Lüfter (16) im Luftkanal (13) an dessen dem Gehäuse (12) zugewendeten Ende angeordnet ist.

10. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Lüfter (16) vor dem Kühler (14) der Brennkraftmaschine (1) angeordnet ist und das Gehäuse (12) zusätzlich eine nach unten und ins Freie führende Luftaustrittsöffnung (12^f) besitzt.

11. Kraftfahrzeug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich-

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net, daß an der vorderen Unterkante der Motor- bzw. Kühlerhaube ein Spoiler (21) vorgesehen ist, der bei höheren Fahrzeuggeschwindigkeiten einen Unterdruck im Bereich der unteren Luftaustrittsöffnung (12') des Gehäuses (12) erzeugt.