DE3722105A1

DE3722105A1 - Kuehlsystem fuer verbrennungsmotoren

Info

Publication number: DE3722105A1
Application number: DE19873722105
Authority: DE
Inventors: Hans Tomas Sandin
Original assignee: Volvo AB
Current assignee: Volvo AB
Priority date: 1986-07-04
Filing date: 1987-07-03
Publication date: 1988-01-07
Also published as: SE8602992D0

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kühlsystem für den Einsatz an Verbrennungsmotoren, das ein Kühlelement und einen axialen Lüfter umfasst, der so angeordnet ist, dass er Luft durch das Kühlelement saugt.

Der gebräuchlichste Typ eines Kühlsystems für Automobile ist ohne Zweifel mit einem axialen Lüfter ausgerüstet, der unmittelbar hinter einem flachen Kühler angeordnet ist und der Luft durch den Kühler saugt und die Luft axial gegen den vorderen Teil des Motors ausbläst. Der Lüfter ist normalerweise von einer rohrförmigen Vorrichtung oder einem Zylinder umgeben, der an dem Kühler angebracht ist, so dass die ganze Luft durch den Kühler gesaugt wird. Ein derartiges Kühlsystem arbeitet im grossen und ganzen zufriedenstellend, vorausgesetzt, dass der Motorraum relativ offen ist, da es aber mehr und mehr üblich wird, schalldämpfende Platten um den Motor herum anzuordnen, mit dem Ziel, die ansteigenden Forderungen im Hinblick auf eine wirksame Dämpfung des Motorgeräusches zu erfüllen, speziell das Geräusch eines grossen Dieselmotors, wird der Motorraum immer stärker geschlossen, wodurch der Gegendruck auf der Druckseite des Lüfters gesteigert wird, was zum Ergebnis hat, dass die Effizienz des Kühlerlüfters gesenkt wird, wodurch der Kühleffekt des Kühlsystems reduziert wird.

Ein anders bekanntes Kühlsystem, das in diesem Zusammenhang eingesetzt werden kann, um einen höheren Kühleffekt zu erzielen als die konventionelle Kombination eines flachen Kühlers und eines axialen Lüfters, beinhaltet einen radialen Lüfter, der von einem ringartigen Kühler umgeben ist, durch den die kühlende Luft von dem Lüfter geblasen wird. Dieses Kühlsystem ist komplizierter und teurer als die Anordnung des flachen Kühlers und des axialen Lüfters und erfordert mehr Raum sowohl in axialer als auch in radialer Richtung, was besonders unvorteilhaft ist in der Technologie des Automobilbaus, in der eine minimale Konstruktionslänge generell gefordert wird für sowohl den Motor als auch die Installation des Kühlsystems.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kühlanordnung in der Einleitung beschriebenen Art zu schaffen, die eine kurze radiale Konstruktionslänge mit einem hohen Kühleffekt verbindet, so dass sie geeignet ist, in einem relativ geschlossenen Motorraum eingesetzt zu werden, z.B. in Motorräumen, in denen der Motor mit schalldämmenden Platten umgeben ist.

Die Aufgabe wird gemäss der vorliegenden Erfindung gelöst durch die Koordination des axialen Lüfters mit einem Ablenkblech, dessen Funktion darin besteht, zumindest einen Teil des Luftstroms aus einer axialen Richtung in eine im wesentlichen radiale Richtung abzulenken.

Dieses Ablenkblech kann auf eine Art konstruiert werden, so dass es die Konstruktionslänge der Kühlanordnung in axialer Richtung nicht wesentlich erhöht. Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bildet das Ablenkblech die spiralförmige Rückwand eines Lüftergehäuses und weist Ausgangskanäle in der Form von Düsenvorrichtungen auf. Man hat festgestellt, dass mit einer derartigen Anordnung eine Effizienz von ungefähr 65% erreicht werden kann im Vergleich zu einer Effizienz von ungefähr 45% beim Einsatz desselben Lüfters, ohne dass die Spirale vorgesehen war.

Ein weiterer Vorteil, der durch die Spirale erzielt wird, besteht darin, dass sie ebenso als Lärmfalle auf der Vorderseite des Motors arbeitet, wodurch die anderen schalldämmenden Platten ergänzt werden, die auf der Rückseite des Motors und auf seinen beiden Seiten angeordnet sind.

Die Erfindung wird nun genauer beschrieben unter Bezugnahme auf eine beispielhafte Ausführungsform, die in den Zeichnungen dargestellt ist. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines Motors, der eine Kühlanordnung gemäss der vorliegenden Erfindung aufweist,

Fig. 2 eine Seitenansicht des Motors aus Fig. 1,

Fig. 3 die Vorderansicht des Ablenkbleches,

Fig. 4 die Seitenansicht des Ablenkbleches aus Fig. 3,

Fig. 5 eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in Fig. 3, und

Fig. 6 Schnittansichten entlang der Linien B-B, C-C und D-D aus Fig. 3.

Fig. 1 und 2 zeigen einen Motor, zusammenfassend bezeichnet mit (1), und eine Turboeinheit (2). Auf der Vorderseite des Motors (1) ist ein konventioneller, flacher Kühler (3) angeordnet, auf dem ein Lüftergehäuse (4) montiert ist. Der Motorlüfter (5) ist ein axialer Lüfter, der unmittelbar hinter dem Gehäuse (4) liegt und der durch den Lüfterzylinder (6) umgeben ist. An dem Lüfterzylinder ist das Ablenkblech (7) befestigt, das im folgenden unter Bezugnahme auf die Fig. 3 bis 6 genauer beschrieben wird. Neben der Ölwanne (8) ist ein schallisolierendes Schutzblech (9) angeordnet und schalldämmende Platten (10) befinden sich auf beiden Seiten des Motors. Der Motorraum ist oben abgeschlossen durch z.B. die nicht-dargestellte Karosserieabdeckung.

Der Kühleffekt, der durch die konventionelle Anordnung eines flachen Kühlers und eines axialen Lüfters erzielt werden kann, ist nicht ausreichend um einen Motor zu kühlen, der auf diese Weise durch schalldämmende Platten eingekapselt ist. Das Vorhandensein des Ablenkbleches (7), dem Lüfter (5) nachgeschaltet, gemäss der vorliegenden Erfindung verbessert die Lüftereffizienz derart, dass eine ausreichende Kühlwirkung erzielt wird.

Wie genauer in den Fig. 3 bis 6 gezeigt wird, umfasst das Ablenkblech (7) eine Metallplatte, die in eine Spiralform gepresst und gefaltet wurde und die mittig eine Öffnung (11) aufweist zur Aufnahme der Welle des Lüfters (5). Die Spirale (7) der dargestellten Ausführungsform ist mit vier gleich grossen Ausgangskanälen (12, 13, 14, 15) ausgerüstet, deren Querschnitt nach aussen hin zunimmt. Der Lüfterzylinder, angeordnet vor dem Lüfter (5), ist ausserhalb des Drehbereiches des Lüfters mit Abdeckplatten ausgerüstet, die an die Form der Kanäle (12-15) angepasst sind, so dass vier Düsen (16, 17, 18, 19) gebildet werden, die eine stetig ansteigende Durchflussfläche aufweisen.

Der Lüfterzylinder (6) und die Spirale (7) bilden zusammen ein Gehäuse, das den Lüfter (5) aufnimmt und das eine Einlassöffnung (nicht dargestellt) besitzt, die mit der Drehoberfläche des Lüfters in Richtung des Lüftergehäuses (4) zusammen fällt, und vier nach aussen gerichtete Auslässe besitzt, die durch die Düsen (16-19) gebildet werden. Die Düsen sind vorzugsweise so gerichtet, dass die Luft, die aus dem Lüfter austritt, auf Motorteile prallt, die einen zusätzlichen Kühlbedarf haben.

Demnach ist die Düse (16) so gerichtet, dass ihr Luftstrom durch die schalldämmende Platte (10) auf die Turboeinheit (2) abgelenkt wird, wobei hingegen der Luftstrom der Düse (17) zwischen das schallisolierende Blech (9) und die Ölwanne (8) geleitet wird, um die Kühlung des Öls zu unterstützen.

Die Spirale (7), die somit auch als Lärmfalle für vorwärts gerichteten Schall dient, kann aber auch in eine schalldämmende Platte integriert werden (schematisch angedeutet durch gestrichelte Linien in der Fig. 2), indem die Lücken zu den seitlichen Schalldämmplatten (10) überbrückt wird.

Die Spirale (7) kann natürlich mit jeder gewünschten Anzahl von Auslässen ausgebildet werden, was auch eine unendliche Anzahl mit einschliesst, wodurch in dem letzten Fall die Spirale in Form eines flachen Verteilers realisiert wird. Es ist ebenso möglich im Geltungsbereich der Erfindung, dass dem Ablenkblech andere Konfigurationen gegeben werden, die auch solche einschliessen, bei denen der axiale Luftstrom um weniger als 90° abgelenkt wird.

Claims

1. Kühlanordnung für Verbennungsmotoren mit einem Kühlelement (3) und einem axialen Lüfter (5), der Luft durch das Kühlelement (3) saugt, dadurch gekennzeichnet, dass der axiale Lüfter (5) mit einem Ablenkblech (7) koordiniert wird, das eine schalldämmende Platte zur Ablenkung eines wesentlichen Teils des zentralen Luftstroms aus einer axialen in eine im wesentlichen radiale Richtung umfasst.

2. Kühlanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ablenkblech (7) so angeordnet ist, dass es zumindest einen Teil des Ausgangsluftstroms um bestimmte Teile (2) leitet, um sie zu kühlen.

3. Kühlanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ablenkblech (7) zumindest teilweise in die lärmdämmenden Einrichtungen integriert ist.

4. Kühlanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ablenkblech (7) einen Teil eines Gehäuses (6, 7) bildet, das den Lüfter umschliesst, und eine Einlassöffnung, die auf den Lüfter weist und zumindest eine seitlich gerichtete Auslassöffnung (16, 19) besitzt.

5. Kühlanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Teil des Gehäuses, der das Ablenkblech (7) bildet, die Form einer Spirale aufweist, die zumindest einen im wesentlichen tangential gerichteten Auslasskanal (12-15) besitzt.

6. Kühlanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslasskanal eine Düse (16-19) bildet, die eine kontinuierlich ansteigende Querschnittsfläche besitzt.

7. Kühlanordnung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Spirale (7) eine Vielzahl nach aussen grösser werdender, gleich geformter Auslasskanäle (12-15) besitzt.