DE3600190A1

DE3600190A1 - Kuehlvorrichtung fuer den antriebsmotor eines kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE3600190A1
Application number: DE19863600190
Authority: DE
Inventors: Rolf Dr.-Ing. 3300 Braunschweig Buchheim
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1985-01-15
Filing date: 1986-01-07
Publication date: 1986-07-17

Description

Kühivorrichtung für den Antriebsmotor eines Kraftfahrzeugs
Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Derartige Kühlvorrichtungen, bei denen also eine Eintrittsöffnung für die Kühiluft nur im Bedarfsfall freigegeben wird, sind in verschiedenen Ausführungen aus den US-PS 2 322 661 und 4 429 666 bekannt. In jedem Fall erfolgt die Freigabe bzw. das Verschließen der Eintrittsöffnung durch die Klappe in Abhängigkeit von der jeweiligen Kühlwassertemperatur, die mittels eines Sensors erfaßt wird, dessen Ausgangssignal über ein Gestänge in eine geeignete Klappenbewegung umgesetzt wird.
Zum Stand der Technik gehören auch Lüfter, die in Abhängigkeit von der Temperatur des Kühlwassers bei niedrigen Fahrgeschwindigkeiten und bei stehendem Motor eingeschaltet werden.
Das beschriebene Verschließen von Antrittsöffnungen für die Kühlluft durch Klappen hat unter dem Gesichtspunkt der Verringerung des Strömungswiderstands des Fahrzeugs, also des cw-Werts, besondere Bedeutung. Je "glatter" die dem Fahrtwind ausgesetzten Karosseriebereiche, d.h. je kleiner Zahl und Größe der Kühllufteintrittsöffnungen sind, desto kleiner ist der Luftwiderstand des Fahrzeugs, der insbesondere bei höheren Geschwindigkeiten wesentlich zum Kraftstoffverbrauch und damit letztlich auch zur Umweltbelastung beiträgt.
Besonders günstig in dieser Hinsicht verhalten sich moderne dicht gepackte gelötete Aluminiumkühler, die infolge ihres hohen Wirkungsgrads zur Erzielung einer ausreichenden Kühlwirkung bei hohen Geschwindigkeiten des mit ihnen ausgerüsteten Fahrzeugs relativ klein ausgeführt sein können, mit kleinen Lufteintrittsquerschnitten auskommen und nur eine geringe Erhöhung des cW -Werts durch die Kühiluft verursachen. Wie sich jedoch gezeigt hat, sind insbesondere bei Verwendung derartiger moderner Kühler die Eintrittsquerschnitte der Kühlluft, die für den Fahrbetrieb mit hohen Geschwindigkeiten ausgelegt sind, dann zu klein, wenn bei niedrigen Fahrgeschwindigkeiten eine hohe Motorbelastung vorliegt, wie dies beispielsweise bei Bergfahrten der Fall ist. Bei diesen niedrigen Geschwindigkeiten macht sich wiederum der Luftwiderstand des Fahrzeugs kaum nachteilig bemerkbar.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kühlvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu schaffen, bei der unter Vermeidung von Temperaturfühlern und Betätigungsgestängen für die Klappe die Ansteuerung der Klappe so erfolgt, daß der durch die Kühlvorrichtung verursachte Anteil des Strömungswiderstands des Fahrzeugs minimiert ist.
Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1, vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung beschreiben die Unteransprüche.
In vorteilhafter Weise nutzt die Erfindung zur Betätigung der Klappe die unterschiedlichen Druckverhältnisse aus, die sich bei hohen Fahrgeschwindigkeiten (Lüfter abgeschaltet, durch die Luftumströmung des Fahrzeugs hervorgerufener Unterdruck bzw.
Sog) einerseits und bei niedrigen Fahrgeschwindigkeiten (annähernder Atmosphärendruck an der Außenhaut des Fahrzeugs, vom eingeschalteten Lüfter hervorgerufener Sog im Kühlluftkanal) einstellen. Irgendwelche Betätigungsgestänge oder dergleichen für die Klappe werden damit überflüssig.
Wie in den Patentansprüchen 3 und 4 zum Ausdruck gebracht, können das Gewicht der Klappe und/oder zusätzliche Federn für die Klappenbewegungen unterstützend ausgenutzt werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung erläutert, deren Fig. 1 die Verhältnisse bei hohen Fahrgeschwindigkeiten und deren Fig. 2 die Lage der Klappe und den Strömungsverlauf bei niedrigen Fahrgeschwindigkeiten (z.B.
Bergfahrt) in Längsschnitten durch den Bugbereich eines Kraftfahrzeugs wiedergeben.
In Strömungsrichtung hinter dem üblichen Kühlergrill 1 liegt der Motorraum 2 des Fahrzeugs; der Motor ist bis auf den Kühler 3 nicht dargestellt. Hinter dem Kühler ist der Lüfter 4 bekannten und daher nicht wiedergegebenen Aufbaus angeordnet, der im Bedarfsfall eingeschaltet wird.
In Strömungsrichtung vor dem Kühler 3 erkennt man die Kühlluftführung 5 mit der dauernd freigegebenen Eintrittsöffnung 6 für die durch Pfeile angedeutete Kühlluft.
Darunter befindet sich der weitere Kühlluftkanal 7, der über die weitere Eintrittsöffnung 8, die im wesentlichen in Richtung auf die Fahrbahn weist, mit der Außenluft verbindbar ist. Der Eintrittsöffnung 8 ist die Klappe 9 zugeordnet, die um die Querachse 10 schwenkbar gelagert ist. Die Eintrittsöffnung 8 und damit die Klappe 9 liegen in einem Bereich, an dem sich beim Fahren mit hohen Geschwindigkeiten Unterdruck einstellt.
Betrachtet man zunächst den in Fig. 1 dargestellten Fall des Betriebs mit hoher Fahrgeschwindigkeit, so ist der Lüfter 4 abgeschaltet und die Klappe 9 in ihrer Schließlage, in der sie durch ihr Gewicht und den äußeren Unterdruck gehalten ist.
Die Klappe 9 liegt dabei auf dem Anschlag 11 auf. Beim Fahren mit niedrigen Geschwindigkeiten (Fig. 2) ist der Lüfter 4 eingeschaltet, da der Staudruck zur ausreichenden Belüftung des Kühlers 3 nicht mehr ausreicht. Die Luftumströmung des Fahrzeugs im Bereich der Klappe 9 reicht nicht mehr aus, einen die Klappe entgegen dem vom Lüfter 4 erzeugten Sog in ihrer Schließlage haltenden Unterdruck zu erzeugen. Wie Fig. 2 zeigt, wird die Klappe 9 daher in ihre Öffnungsstellung 9' geschwenkt. Zur Unterstützung können an der Klappe Federn angreifen.
Damit ist sichergestellt, daß der sich nur beim Fahren mit hohen Geschwindigkeiten nachteilig auswirkende Luftwiderstand des Fahrzeugs infolge Freigabe nur der ggf.
relativ kleinen Kühlluft-Eintrittsöffnung 6 einen Minimalwert hat, während im Bedarfsfall, d.h. beim Fahren mit niedrigen Geschwindigkeiten, selbsttätig unter Ausnutzung der Druckverhältnisse, d.h. unter Vermeidung von Betätigungsgestängen und dergleichen, die weitere Lufteintrittsöffnung 8 freigegeben wird.
Die Tatsache, daß bei hohen Fahrgeschwindigkeiten, d.h. im Staubetrieb, der resultierende Lufteintrittsquerschnitt relativ klein, dagegen bei eingeschaltetem Lüfter, d.h. im Saugbetrieb, relativ groß ist, ergibt in beiden Fällen optimale Zuströmverhältnisse: Im Staubetrieb muß nämlich zwischen Eintrittsöffnung und Kühler eine Verzögerung, im anderen Fall eine Beschleunigung der Kühiluft stattfinden.
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Claims

PATENTANSPRÜCHE 1. Kühivorrichtung für den Antriebsmotor eines Kraftfahrzeugs mit einem Motorkühler, einem diesem zugeordneten Lüfter sowie einer dauernd geöffneten und einer mittels einer automatisch betätigten Klappe verschließbaren Eintrittsöffnung für die Kühiluft in einem vor Motorkühler und Lüfter befindlichen Karosseriebereich, dadurch gekennzeichnet, daß die dauernd geöffnete Eintrittsöffnung (6) für ausreichende Kühlluftzufuhr bei hohen Fahrgeschwindigkeiten ausgelegt ist, der Lüfter (4) sich bei niedrigen Fahrgeschwindigkeiten bei hoher Last einschaltet und die Klappe (9) derart angeordnet ist, daß sie durch den bei Lüfterbetrieb vorliegenden Sog der Kühiluft in ihre Öffnungsstellung (9') bewegt wird.
2. Kühivorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappe (9) in einem Karosseriebereich angeordnet ist, an dem sich bei hohen Fahrgeschwindigkeiten Unterdruck einstellt, der die Klappe (9) im schließenden Sinne beaufschlagt.
3. Kühivorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappe (9) in ihrer Schließstellung gegen die Wirkung der Schwerkraft abgestützt (11) ist.
4. Kühivorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an der Klappe (9) eine ihre Öffnungsbewegung unterstützende Feder angreift.