DE3611713C1

DE3611713C1 - Radiator fan system in a motor vehicle

Info

Publication number: DE3611713C1
Application number: DE19863611713
Authority: DE
Inventors: Wolf Dr-Ing Boll
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 1986-04-08
Filing date: 1986-04-08
Publication date: 1987-05-21

Abstract

A radiator fan system in motor vehicles is described with a radiator with increased flow resistance for the cooling air in individual areas and with a fan cowl enclosing the cooling air flow between radiator and fan. In order to achieve a uniform through-flow and hence cooling capacity of the radiator, at least one air baffle element divides the space between radiator and fan inside the fan cowl into a plurality of secondary spaces, separated from one another, to which areas of the radiator and of the fan are assigned in different dimensional ratios such that the quantities of cooling air per unit area flowing through the area of the radiator are approximately equal. If a secondary radiator is arranged in front of or behind an area of the radiator or if the design depth of the radiator is increased in one area, the quantity of cooling air flowing through this is increased in accordance with the increased cooling capacity.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kühler-Lüfter-System nach den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.The invention relates to a cooler-fan system according to the specified in the preamble of claim 1 Characteristics.

Ein derartiges Kühler-Lüfter-System ist aus der DE-OS 33 17 488 bekannt. Bei diesem bekannten System stellen ein Stoßfänger des Kraftfahrzeugs vor dem Kühler und eine teilweise vergrößerte Bautiefe des Kühlers er höhte Strömungswiderstände für die Kühlluft dar. Die Teilfläche des Kühlers mit vergrößerter Bautiefe wird von einem Lüfter beaufschlagt, wobei der Raum zwischen dem Lüfter und dieser Teilfläche von einer Lüfterhaube umschlossen ist, während die übrigen Teilflächen frei durchströmt sind. Mit diesem System ist eine gleichmäßige Durchströmung des Kühlers, die einen möglichst großen Wärmeübergang gewährleistet, nicht gegeben.Such a cooler-fan system is from DE-OS 33 17 488 known. Place in this known system a bumper of the motor vehicle in front of the radiator and a partially increased depth of the cooler increased flow resistance for the cooling air Partial area of the cooler with increased depth acted upon by a fan, the space between the fan and this section of a fan cover is enclosed, while the remaining partial areas are free are flowed through. With this system is an even one Flow through the cooler, the largest possible Heat transfer guaranteed, not given.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das bekannte Kühler-Lüfter-System so auszubilden, daß der Kühler trotz unterschiedlicher Strömungswiderstände für die Kühlluft in allen seinen Teilen gleichmäßig zur Kühlung herangezogen wird, wobei insbesondere berücksichtigt ist, daß bei Teilflächen mit vergrößerter Bautiefe oder zuge ordnetem Nebenkühler eine erhöhte Kühlleistung anfällt.The invention has for its object the known Radiator fan system so that the radiator despite different flow resistances for the Cooling air in all its parts evenly for cooling is used, taking into account in particular that with partial areas with increased depth or supplied ordered secondary cooler there is an increased cooling capacity.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.The task is according to the invention by the characteristic Features of claim 1 solved.

Bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Kühler-Lüfter- System sind voneinander getrennte Teilräume vorhanden, die verschiedene Teilflächen des Kühlers und des Lüfters mit einander verbinden, wobei diejenigen Teilflächen des Kühlers mit erhöhtem Strömungswiderstand verhältnismäßig einer größeren Teilfläche des Lüfters zugeordnet sind als die anderen Teilflächen des Kühlers, so daß dort eine höhere, den Strömungswiderstand überwindende Druck differenz in der Kühlluft erzeugt wird, die eine gleich mäßige Durchströmung des Kühlers gewährleistet. Darüber hinaus kann mit dem erfindungsgemäßen System berücksichtigt werden, daß in einzelnen Teilflächen durch vergrößerte Bau tiefe des Kühlers oder Anordnung eines Nebenkühlers ein erhöhter Wärmeübergang anfällt, indem durch entsprechende weitere Vergrößerung der zugehörigen Lüfterteilflächen die durchströmende Kühlluftmenge trotz des größeren Strömungswiderstandes größer ist als in anderen Teil flächen des Kühlers.In the cooler-fan designed according to the invention There are separate subspaces in the system different areas of the cooler and fan connect each other, with those partial areas of the Cooler with increased flow resistance relatively are assigned to a larger partial area of the fan than the other sub-areas of the cooler, so that there is a higher pressure overcoming the flow resistance difference in the cooling air is generated which is the same moderate flow through the cooler guaranteed. About that can also be taken into account with the system according to the invention be that in individual areas by enlarged construction depth of the cooler or arrangement of an auxiliary cooler increased heat transfer occurs by appropriate further enlargement of the associated fan sub-areas the flow of cooling air despite the larger Flow resistance is greater than in other parts surfaces of the radiator.

Mit der Ausbildung des erfindungsgemäßen Systems nach dem Patentanspruch 2 können die Größenverhältnisse der einander zugeordneten Teilflächen des Kühlers und des Lüfters ver ändert und damit sich verändernden Umständen angepaßt werden, beispielsweise der sich ändernden Lüfterdrehzahl, dem sich mit der Fahrgeschwindigkeit ändernden Staudruck der Kühl luft oder dem Umstand, ob über den Nebenkühler Wärme ab geführt werden soll oder nicht.With the formation of the system according to the invention Claim 2 can the proportions of each other assigned areas of the cooler and the fan ver changes and thus be adapted to changing circumstances, for example the changing fan speed, the with the driving speed changing back pressure of the cooling air or the fact whether heat is dissipated via the secondary cooler to be led or not.

Die Ausbildung nach dem Patentanspruch 3 ermöglicht ähnlich wie bei der Ausbildung nach dem Patentanspruch 2 eine An passung der Kühlluftströme in den einzelnen Teilräume an die sich ändernden Bedingungen.The training according to claim 3 enables similar as in the training according to claim 2 An adjustment of the cooling air flows in the individual sub-rooms the changing conditions.

Die Maßnahme des Patentanspruchs 4 verhindert eine Radial strömung der Kühlluft von einem Teilraum in einen anderen im Bereich des Lüfters und damit einen unerwünschten Druckausgleich zwischen einzelnen Teilräumen.The measure of claim 4 prevents radial flow of cooling air from one part of the room to another in the area of the fan and thus an undesirable one Pressure equalization between individual subspaces.

Mit der Maßnahme des Patentanspruchs 5 kann der Spalt zwischen Luftleitelement und Lüfter so gering gehalten werden, daß wiederum ein Druckausgleich zwischen den Teil räumen im Lüfterbereich verhindert wird.With the measure of claim 5, the gap between air guiding element and fan kept so low be that in turn a pressure equalization between the part clearing in the fan area is prevented.

Im folgenden wird das erfindungsgemäße Kühler-Lüfter- System anhand eines in der Zeichnung dargestellten Aus führungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigt:In the following, the cooler-fan according to the invention System based on an Aus shown in the drawing management example explained in more detail. It shows:

Fig. 1 eine Seitenansicht des Bugs eines Kraftfahr zeugs mit dem Kühler-Lüfter-System und Fig. 1 is a side view of the bow of a motor vehicle with the radiator fan system and

Fig. 2 den Gegenstand der Fig. 1 in einer Ansicht von hinten. Fig. 2 shows the subject of Fig. 1 in a view from behind.

Von der bugseitigen Karosserie des Kraftfahrzeuges ist eine Motorhaube 1 zu sehen an die sich nach unten ein Kühlergrill 2, ein Stoßfänger 3 sowie eine für den Kühl luftdurchtritt durchbrochene Schürze 4 anschließen. Hinter dem Stoßfänger 3 ist ein Querträger 5 angeordnet.From the bow-side body of the motor vehicle, a bonnet 1 can be seen, to which a radiator grille 2 , a bumper 3 and an apron 4 penetrated for the passage of cooling air are connected at the bottom. A cross member 5 is arranged behind the bumper 3 .

Hinter dem Kühlergrill 2, dem Querträger 5 und einem Teil der Schürze 4 ist mit geringem Abstand zum Querträger 5 ein Kühler 6 für das Kühlwasser einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs eingebaut. Vor dem Kühler 6 befindet sich oberhalb des Querträgers 5 ein Nebenkühler 7, der ein Kondensator einer Klimaanlage sein kann. Die Kühlluft wird von einem Lüfter 8 mit der Nabe 9 und der Drehachse 10, der sich mit Abstand hinter dem Kühler 6 befindet, durch diesen gefördert. Der gesamte Raum 11 zwischen dem Kühler 6 und dem Lüfter 8 ist von einer Lüfterhaube 12 umschlossen.Behind the grille 2 , the cross member 5 and part of the apron 4 , a cooler 6 for the cooling water of an internal combustion engine, not shown, of the motor vehicle is installed at a short distance from the cross member 5 . In front of the cooler 6 is an auxiliary cooler 7 , which can be a condenser of an air conditioning system, above the cross member 5 . The cooling air is conveyed through a fan 8 with the hub 9 and the axis of rotation 10 , which is located at a distance behind the cooler 6 . The entire space 11 between the cooler 6 and the fan 8 is enclosed by a fan cover 12 .

Der gesamte Raum 11 ist durch zwei sich vom Kühler 6 bis zum Lüfter 8 erstreckende als Leitbleche ausgebildete Luftleitelemente 13 und 14 in drei voneinander getrennte Teilräume 15, 16 und 17 aufgeteilt. Die Luftleitelemente 13 und 14 beginnen am Kühler 6 in Höhe der Oberkante 18 bzw. der Unterkante 19 des Querträgers 5, so daß die drei Teilräume 15, 16, 17 an drei Teilflächen 20, 21 und 22 des Kühlers angrenzen, die jeweils unmittelbar hinter dem Nebenkühler 7, dem Querträger 5 und der Schürze 4 liegen. Auf der anderen Seite grenzen die Teilräume 15, 16, 17 an drei Teilflächen 23, 24 und 25 des Lüfters 8 an. Wie aus der Zeichnung zu ersehen ist, weisen die durch die einzelnen Teilräume 15, 16 und 17 einander zuge ordneten Teilflächen 20 und 23, 21 und 24 sowie 22 und 25 deutlich unterschiedliche Größenverhältnisse zueinander auf. So wird nur von der verhältnismäßig kleinen Teil fläche 25 des Lüfters 8 Kühlluft durch die Teilfläche 22 des Kühlers 6 gefördert. Da diese Kühlluft jedoch keinen zusätzlichen Strömungswiderstand überwinden muß, kann diese Teilfläche 25 des Lüfters 8 eine ausreichende Kühlluft menge durch den Kühler 6 fördern. Dagegen wird die Teil fläche 21 des Kühlers 6 durch den Querträger 5 weitgehend abgedeckt, so daß die Teilfläche 24 des Lüfters 8 ver hältnismäßig groß sein muß, um eine solche Kühlluft menge durch die Teilfläche 21 zu fördern, daß die Kühl leistungen in den Teilflächen 21 und 22 etwa gleiche Größe erreichen. Weiterhin bedeutet der Vorbau des Neben kühlers 7 vor der Teilfläche 20 des Kühlers 6 nicht nur einen zusätzlichen Strömungswiderstand, sondern auch eine vorhergehende thermische Belastung der diese Teilfläche 20 durchströmenden Kühlluft, so daß die Teilfläche 23 des Lüfters 8 so groß ausgebildet ist, daß trotz des gesamten größeren Strömungswiderstandes eine erhöhte Kühlluftmenge pro Flächeneinheit die Teilfläche 20 durchströmt und damit in dieser eine den anderen Teilflächen 21 und 22 vergleich bare Kühlleistung erbracht wird.The entire space 11 is divided into three separate spaces 15 , 16 and 17 by two air guiding elements 13 and 14 which are designed as baffles and extend from the cooler 6 to the fan 8 . The air guiding elements 13 and 14 begin on the cooler 6 at the level of the upper edge 18 and the lower edge 19 of the cross member 5 , so that the three sub-areas 15 , 16 , 17 adjoin three sub-areas 20 , 21 and 22 of the cooler, each immediately behind the Secondary cooler 7 , the cross member 5 and the apron 4 are. On the other hand, the partial spaces 15 , 16 , 17 adjoin three partial surfaces 23 , 24 and 25 of the fan 8 . As can be seen from the drawing, the subareas 20 and 23, 21 and 24 and 22 and 25 , which are assigned to one another by the individual subspaces 15 , 16 and 17, have clearly different size ratios to one another. Thus, cooling air is conveyed through the partial surface 22 of the cooler 6 only from the relatively small partial surface 25 of the fan 8 . However, since this cooling air does not have to overcome any additional flow resistance, this partial surface 25 of the fan 8 can promote a sufficient amount of cooling air through the cooler 6 . In contrast, the partial surface 21 of the cooler 6 is largely covered by the cross member 5 , so that the partial surface 24 of the fan 8 must be ver relatively large in order to promote such a quantity of cooling air through the partial surface 21 that the cooling powers in the partial surfaces 21st and 22 reach about the same size. Furthermore, the stem of the auxiliary cooler 7 in front of the partial surface 20 of the cooler 6 means not only an additional flow resistance, but also a previous thermal load on the cooling air flowing through this partial surface 20 , so that the partial surface 23 of the fan 8 is so large that despite the Total greater flow resistance, an increased amount of cooling air per unit area flows through the partial surface 20 and thus a comparable cooling capacity is provided in the other partial surfaces 21 and 22 .

Die lüfterseitige Endkante 26 des Luftleitelements 13 ist bis zur Lüfternabe 9 in Radialrichtung des Lüfters 8 ge führt, so daß eine Radialströmung und damit ein Druck ausgleich zwischen den beiden Teilräumen 15 und 16 ver mieden wird.The fan-side end edge 26 of the air guide element 13 is up to the fan hub 9 in the radial direction of the fan 8 leads so that a radial flow and thus a pressure compensation between the two sub-spaces 15 and 16 is avoided ver.

Weiterhin ist im unteren Bereich der Lüfterhaube 12 eine Luftklappe 27 angeordnet, deren Öffnung beispielsweise bei abgeschaltetem Lüfter 8 eine zusätzliche Staudruck durchströmung der Teilfläche 22 ermöglicht.Furthermore, an air flap 27 is arranged in the lower region of the fan hood 12 , the opening of which, for example when the fan 8 is switched off, enables an additional dynamic pressure to flow through the partial surface 22 .

Claims

1.Cooler-fan system in a motor vehicle with a cooler with increased flow resistance for the cooling air in individual sub-areas due to flow obstacles such as an upstream or downstream cross member, spoiler or secondary cooler or by a greater depth of the cooler and with a cooling Fan hood enclosing air flow between the cooler and fan, characterized in that at least one air guide element ( 13 , 14 ) divides the space ( 11 ) between the cooler ( 6 ) and fan ( 8 ) within the fan hood ( 12 ) into a plurality of separate compartments ( 15 , 16 , 17 ) divided, which partial areas ( 20 , 21 , 22 ) of the cooler ( 6 ) and partial areas ( 23 , 24 , 25 ) of the fan ( 8 ) are assigned in such different size ratios that the partial areas ( 20 , 21 , 22 ) of the cooler ( 6 ) flowing through cooling air quantities per unit area are approximately the same size or that when an auxiliary cooler ( 7 ) is arranged upstream or downstream of a partial surface ( 20 ) of the cooler ( 6 ) or with a greater depth of the cooler in this partial area, the amount of cooling air flowing through it is increased in accordance with the increased cooling capacity.

2. Radiator-fan system according to claim 1, characterized in that the air guide element ( 13 , 14 ) is arranged adjustable.

3. Radiator-fan system according to claim 1 or 2, characterized in that in the air guide element ( 13 , 14 ) or in the fan cover ( 12 ) an air flap ( 27 ) for exchanging cooling air between the subspaces ( 20 , 21 , 22 ) or is arranged with the environment.

4. Radiator-fan system according to one of claims 1 to 3, characterized in that the fan-side end edge ( 26 ) of the air guide element ( 13 ) extends approximately in the radial direction of the fan ( 8 ).

5. Radiator-fan system according to one of claims 1 to 4, characterized in that the air guide element ( 13 , 14 ) or its fan-side end region is flexible in the form of brushes or fins.