DE3836373A1 - Radiator-fan system in/on a motor vehicle - Google Patents

Radiator-fan system in/on a motor vehicle

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DE3836373A1
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    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P11/00—Component parts, details, or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F01P1/00 - F01P9/00
    • F01P11/10—Guiding or ducting cooling-air, to, or from, liquid-to-air heat exchangers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K11/00—Arrangement in connection with cooling of propulsion units
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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Abstract

The invention relates to a radiator-fan system in/on a motor vehicle with a fan air inlet cross-section smaller than the air outlet cross-section of the radiator, with a fan cowl enclosing the cooling air flow between radiator and fan and with an air baffle device which, viewed over its width, extends from the air outlet cross-section of the radiator in the downward direction of the fan cowl, the fan air inlet cross-section being arranged behind the air outlet cross-section of the radiator in such a way that the fan cowl has an extensive back pressure wall on one circumferential side of the fan. In order to achieve deflection of the cooling air flow towards the fan air inlet cross-section with as little resistance as possible in the surface area of the back pressure wall, the air baffle device takes the form of a guide vane curved over its width, the downstream end of which lies opposite the back pressure wall with a vertical gap spacing gap and faces the air inlet cross-section of the fan.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kühler-Lüfter-System in/an ei­ nem Kraftfahrzeug der im Oberbegriff des Hauptanspruches angegebenen Art.The invention relates to a cooler-fan system in / on egg nem motor vehicle in the preamble of the main claim specified type.

Ein derartiges Kühler-Lüfter-System ist der DE-PS 36 11 713 bereits als bekannt zu entnehmen, wobei der Luftein­ trittsquerschnitt des Lüfters nach oben versetzt hinter dem Luftaustrittsquerschnitt der Kühlers liegt. Allerdings ist die Luftdurchströmung des Kühlers durch einen vor die­ sem angeordneten Stoßfänger beeinträchtigt. Um trotzdem eine möglichst gleichmäßige Durchströmung des Kühlers zu erreichen, ist der Luftaustrittsquerschnitt des Kühlers mit Hilfe von Luftleitelementen in mehrere Flächenabschnit­ te aufgegliedert. Diesen Flächenabschnitten sind anteilige Flächenabschnitte vom Lufteintrittsquerschnitt des Lüfters zugeordnet, indem die Luftleitelemente den Raum zwischen Kühler und Lüfter innerhalb der Lüfterhaube in voneinander getrennte Teilräume aufteilen.Such a cooler-fan system is DE-PS 36 11 713 already known to be known, the air inlet cross-section of the fan offset upwards behind the air outlet cross section of the cooler. Indeed is the air flow through the cooler through a front of the sem arranged bumper impaired. To anyway flow through the cooler as evenly as possible reach is the air outlet cross section of the cooler with the help of air guiding elements in several surface sections te broken down. These surface sections are proportional Area sections from the air intake cross section of the fan assigned by the air guiding elements the space between Radiator and fan inside the fan hood in one another divide separate sub-rooms.

Über die Problematik der Durchströmungsbeeinträchtigung des Kühlers durch den Stoßfänger hinaus, weist die Lüfterhaube unterhalb des Lüfters eine Staudruckwand auf, mit der ebenfalls eine Erhöhung des Durchströmungswider­ standes des Kühlers für die Kühlluft verbunden ist. Um im unteren Bereich des Kühlers eine ausreichende Fahrt­ winddurchströmung zu erreichen, ist aus der Staudruckwand der Lüfterhaube eine Abströmöffnung ausgespart, die mittels einer Klappe geschlossen werden kann.About the problem of flow restriction of the radiator through the bumper, has the  Fan hood below the fan on a back pressure wall, with which also an increase in the flow resistance level of the cooler for the cooling air is connected. To ensure a sufficient ride in the lower area of the radiator Achieving wind flow is from the back pressure wall the vent hood has an outflow opening, which means a flap can be closed.

Zwar ist der Durchströmungswiderstand des unteren Kühlerab­ schnittes dadurch bei geöffneter Klappe reduziert, aber im Saugbetrieb des Lüfters, in dem die Klappe geschlossen ist, ergibt sich keine Verbesserung der Durchströmungsver­ hältnisse.The flow resistance of the lower cooler is lower cut thereby reduced when the flap is open, but in Suction operation of the fan in which the flap is closed is, there is no improvement in Durchströmungsver ratios.

Da bei der konstruktiven Auslegung eines Kühlers die un­ günstigsten Betriebsbedingungen zugrunde zu legen sind, ist mit den bekannten Maßnahmen keine minimale Dimensio­ nierung des Kühlers möglich.Since in the design of a cooler the un the most favorable operating conditions are to be used, is not a minimal dimension with the known measures cooler possible.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein gattungs­ gemäßes Kühler-Lüfter-System dahingehend zu verbessern, daß im Flächenbereich der Staudruckwand eine möglichst widerstandsarme Umlenkung des Kühlluftstromes zum Luftein­ trittsquerschnitt des Lüfters möglich ist.The invention is therefore based on the object, a genus to improve the cooler-fan system accordingly, that in the surface area of the dynamic pressure wall, if possible low-resistance deflection of the cooling air flow to the air inlet cross-section of the fan is possible.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs.The achievement of this task results from the characteristic features of the main claim.

Aus den übrigen Patentansprüchen sind vorteilhafte Ausge­ staltungen des Erfindungsgegenstandes zu entnehmen.
From the rest of the claims, advantageous events of the subject matter of the invention can be seen.

Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer zeichnerischen Darstellung näher erläutert.The following is an embodiment of the invention explained in more detail using a graphic representation.

Diese schematische Darstellung zeigt ein Kühler-Lüfter- System 1, das in nicht dargestellter Weise hinter zuge­ ordneten Kühllufteinlässen im Motorraum eines Kraftwagens angeordnet ist.This schematic representation shows a radiator-fan system 1 , which is arranged in a manner not shown behind assigned cooling air inlets in the engine compartment of a motor vehicle.

Das in einer Fahrzeugquerebene liegende Kühler-Lüfter-System 1 umfaßt als Hauptteile einen rechteckigen Kühler 2 nach dem Querstromprinzip, eine Lüfterhaube 3 und einen Lüfter 4 mit einem mehrflügeligen Lüfterrad 5, welches systemun­ abhängig gelagert über einen Nebenabtrieb eines angedeute­ ten Verbrennungsmotors 6 angetrieben ist.The lying in a vehicle transverse plane radiator-fan system 1 comprises as main parts a rectangular cooler 2 according to the cross-flow principle, a fan cover 3 and a fan 4 with a multi-bladed fan wheel 5 , which is system-independent driven via a power take-off of a hinted internal combustion engine 6 .

Die Luftaustrittsöffnung des Kühlers 2 liegt der Luftein­ trittsöffnung des Lüfters 4 in einem Tiefenabstand parallel gegenüber, wobei der gesamte Raum zwischen dem Kühler 2 und der runden Zarge des Lüfters 4 von der Lüfterhaube 3 umschlossen ist.The air outlet opening of the cooler 2 is parallel to the air inlet opening of the fan 4 at a depth distance, the entire space between the cooler 2 and the round frame of the fan 4 being enclosed by the fan cover 3 .

Während die Höhe des Kühlers 2 in nicht sichtbarer Weise dem Durchmesser des Lüfters 4 angepaßt ist, geht seine Breitenerstreckung erheblich über diesen Durchmesser hin­ aus. Dabei ist der Lüfter 4 gegenüber der Breitenmitte M des Kühlers 2 soweit nach rechts versetzt, daß der Luftein­ trittsquerschnitt des Lüfters 4 unter weitgehender Über­ deckung hinter dem rechten Bereich des kühlerseitigen Luft­ austrittsquerschnitte liegt. Durch diesen seitlichen Versatz bedingt weist die Lüfterhaube 3 links neben dem Lüfter 4 eine großformatige Staudruckwand 3 a auf, die vom Abluftstrom des Kühlers 2 quer angeströmt wird. Diese Stau­ druckwand 3 a verläuft in einem Tiefenabstand zum Luftaus­ trittsquerschnitt des Kühlers 2 und erstreckt sich von der linken Randseite der Lüfterhaube 2 ausgehend schräg bis zur Zarge des Lüfters 4, wodurch ein keilförmiger, sich zum Lufteintrittsquerschnitt des Lüfters 4 hin vertiefen­ der Lüftführungsschacht 7 gebildet ist. Im Führungsschacht 7 sind über dessen Breitenerstreckung in gleichmäßigen Abständen verteilt vier Leitschaufeln 8 angeordnet, die auf der Rückseite des Kühlers 2 befestigt sind. Diese Leit­ schaufeln 8 stimmen hinsichtlich ihrer Abmessungen überein und bestehen aus schmalen Blechstreifen, die sich unter senkrechtem Längenverlauf über die volle Höhe des Luftaus­ trittsquerschnitts des Kühlers 2 erstrecken, wobei alle Leitschaufeln parallel zueinander angeordnet sind. Um in besonders einfacher Weise eine gleichmäßige Krümmung der vom Abluftstrom des Kühlers beaufschlagten Leitfläche der Leitschaufeln 8 zu erreichen, sind diese über ihre Breite jeweils etwa einem Viertelkreis entsprechend biege­ verformt.While the height of the cooler 2 is adapted in an invisible manner to the diameter of the fan 4 , its width extends considerably beyond this diameter. The fan 4 is offset to the right relative to the center of width M of the cooler 2 so that the air inlet cross section of the fan 4 is largely covered behind the right area of the cooler-side air outlet cross sections. By this lateral displacement caused, the fan cover 3 on the left next to the fan 4 is a large-sized dynamic pressure wall 3 a, which is flowing from the exhaust air stream of the radiator 2 transversely. This accumulation pressure wall 3 a runs at a depth to the air outlet cross section of the cooler 2 and extends from the left edge of the fan cover 2 starting obliquely to the frame of the fan 4 , whereby a wedge-shaped, deepening to the air inlet cross section of the fan 4 towards the ventilation duct 7 is formed is. Four guide vanes 8 are arranged in the guide shaft 7 , which are fixed to the rear side of the cooler 2 , at regular intervals over its width. These guide vanes 8 are identical in terms of their dimensions and consist of narrow metal strips which extend along the vertical length over the full height of the air outlet cross section of the cooler 2 , all guide vanes being arranged parallel to one another. In order to achieve, in a particularly simple manner, a uniform curvature of the guide surface of the guide vanes 8 which is acted upon by the exhaust air flow from the cooler, the guide vanes are each deformed by approximately a quarter circle over their width.

Die Breite der gebogenen Leitschaufeln 8 ist dabei etwas geringer als der kleinste Tiefenabstand der Staudruckwand 3 a vom Kühler 2, wodurch die stromab gelegenen Enden der Leitschaufeln 8 der Staudruckwand 3 a in einem von links nach rechts zunehmenden Tiefenabstand frei gegenüberliegen. Dadurch ist trotz eines von links nach rechts zunehmenden Abluftstromes des Kühlers 2 eine widerstandsarme horizontale Durchströmung des Führungsschachtes 7 möglich. Da die Enden der Leitschaufeln 8 zum Lufteintrittsquer­ schnitt des Lüfters 4 hin abgebogen sind, wird der Abluft­ strom des Kühlers 2 zudem unter einem relativ flachen Winkel auf die Staudruckwand 3 a geleitet, wodurch trotz der ge­ ringen Tiefenerstreckung des Führungsschachtes 7 nur noch geringe Staudruckturbulenzen auf der Staudruckwand 3 a auf­ treten können.The width of the curved guide vanes 8 is the dynamic pressure wall 3 a free opposite to slightly less than the smallest depth distance of the dynamic pressure wall 3 a from the condenser 2, whereby the downstream ends of the guide vanes 8 in a increasing from left to right depth distance. In this way, despite an increasing exhaust air flow from the cooler 2 from left to right, a low-resistance horizontal flow through the guide shaft 7 is possible. Since the ends of the guide vanes 8 to the air inlet cross section of the fan 4 through bent, the exhaust air stream of the radiator 2 also directed at a relatively shallow angle to the back pressure wall 3 a, whereby, despite to their low depth extension of the guide shaft 7 only low back pressure turmoil the dynamic pressure wall 3 a can occur.

Die damit mögliche, widerstandsarme Störungsumlenkung eines Abluftstromanteils des Kühlers 2 zum Lufteintrittsquer­ schnitt des Lüfters 4 hin bleibt auch im reinen Saugluftbe­ trieb des Lüfters 4 erhalten.The possible, low-resistance malfunction deflection of an exhaust air flow portion of the cooler 2 to the air inlet cross section of the fan 4 is maintained even in the pure Saugluftbe operation of the fan 4 .

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Leitschaufelan­ ordnung ist darin zu sehen, daß in der Lüfterhaube 3 zwi­ schen Kühler 2 und Lüfter 4 keine Leiteinrichtungen angeord­ net sein müssen. Durch den somit vorhandenen Abstand zwi­ schen dem Kühler 2 und dem Lüfter 4 können Relativbewegungen zwischen der kühlerseitig gehaltenen Lüfterhaube 3 und dem mit dem Verbrennungsmotor 6 elastisch gelagerten Lüfterrad 5 erfolgen. Selbst bei defekten Motorlagern kann somit die Gefahr von Beschädigungen des Lüfterrades 5 bzw. des Küh­ lers 2 ausgeschlossen werden.Another advantage of the guide vane arrangement according to the invention can be seen in the fact that in the fan cover 3 between cooler 2 and fan 4, no control devices have to be arranged. Due to the distance between the cooler 2 and the fan 4 , relative movements between the fan cover 3 held on the cooler side and the fan wheel 5 mounted elastically with the internal combustion engine 6 can take place. Even with defective engine mounts, the risk of damage to the fan wheel 5 or the cooler 2 can thus be excluded.

Claims (8)

1. Kühler-Lüfter-System in/an einem Kraftfahrzeug, mit einem gegenüber dem Luftaustrittsquerschnitt des Kühlers kleineren Lufteintrittsquerschnitt des Lüfters, mit einer den Kühlluftstrom zwischen Kühler und Lüfter umschließen­ den Lüfterhaube, und mit einer Luftleiteinrichtung, die sich über ihre Breite gesehen vom Luftaustrittsquerschnitt des Kühlers ausgehend in Tiefenrichtung der Lüfterhaube erstreckt, wobei der Lufteintrittsquerschnitt des Lüfters derart hinter dem Luftaustrittsquerschnitt des Kühlers angeordnet ist, daß die Lüfterhaube auf einer Umfangsseite des Lüfters eine großformatige Staudruckwand aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftleiteinrichtung eine über ihre Breite gesehen gekrümmte Leitschaufel (8) ist, deren stromab gelegenes Ende der Staudruckwand (3 a) in einem Tiefenabstand gegen­ überliegt und dem Lufteintrittsquerschnitt des Lüfters (4) zugewandt ist.1.Cooler-fan system in / on a motor vehicle, with an air inlet cross-section of the fan that is smaller than the air outlet cross section of the cooler, with a cooling air flow between the cooler and fan enclosing the fan hood, and with an air guiding device that is seen across its width from the air outlet cross section of the cooler starting in the depth direction of the fan cover, the air inlet cross section of the fan being arranged behind the air outlet cross section of the cooler in such a way that the fan cover has a large-sized dynamic pressure wall on a peripheral side of the fan, characterized in that the air guide device has a guide blade that is curved over its width ( 8 ), whose downstream end is opposite the dynamic pressure wall ( 3 a ) at a depth distance and faces the air inlet cross section of the fan ( 4 ). 2. Kühler-Lüfter-System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Abluftstrom des Kühlers (2) angeströmte Leit­ fläche der Leitschaufel (8) über ihre Breitenerstreckung gesehen kreisförmig gekrümmt ist.2. Radiator-fan system according to claim 1, characterized in that the flow of the exhaust air flow from the cooler ( 2 ) leading surface of the guide vane ( 8 ) is circularly curved as seen across its width. 3. Kühler-Lüfter-System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitschaufel (8) aus einem gebogenen Blech be­ steht.3. Radiator fan system according to claim 1 or 2, characterized in that the guide vane ( 8 ) is made of a bent sheet metal. 4. Kühler-Lüfter-System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß über die Fläche der Staudruckwand (3 a) verteilt mehrere Leitschaufeln (8) angeordnet sind.4. Radiator-fan system according to claim 1, characterized in that over the surface of the dynamic pressure wall ( 3 a ) distributed a plurality of guide vanes ( 8 ) are arranged. 5. Kühler-Lüfter-System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitflächen aller der Staudruckwand (3 a) gegenüber­ liegenden Leitschaufeln (8) parallel zueinander verlaufen.5. Radiator-fan system according to claim 4, characterized in that the guide surfaces of all the baffle ( 3 a ) opposite guide vanes ( 8 ) run parallel to each other. 6. Kühler-Lüfter-System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß alle der Staudruckwand (3 a) gegenüberliegenden Leit­ schaufeln (8) die gleiche Tiefenerstreckung aufweisen, und daß die Staudruckwand (3 a) schräg auf den Lufteintritts­ querschnitt des Lüfters (4) zuläuft.6. Radiator-fan system according to claim 4, characterized in that all the baffle ( 3 a ) opposite guide vanes ( 8 ) have the same depth, and that the baffle ( 3 a ) obliquely to the air inlet cross section of the fan ( 4th ) approaches. 7. Kühler-Lüfter-System nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Staudruckwand (3 a) seitlich neben dem Lüfter (4) angeordnet ist, und daß jede Leitschaufel (8) über ihre Längserstreckung gesehen vertikal verläuft.7. Radiator fan system according to one of the preceding claims, characterized in that the dynamic pressure wall ( 3 a ) is arranged laterally next to the fan ( 4 ), and that each guide vane ( 8 ) extends vertically as seen over its longitudinal extent. 8. Kühler-Lüfter-System nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Lüfterflügel (5) des Lüfters (4) systemunabhängig gelagert ist.8. Cooler-fan system according to one of the preceding claims, characterized in that the fan blade ( 5 ) of the fan ( 4 ) is mounted independently of the system.
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