DE3910560A1 - Annular radiator arrangement in a motor vehicle - Google Patents
Annular radiator arrangement in a motor vehicleInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Ringkühler-Anordnung in einem Kraftfahrzeug mit einem zumindest eine Austritts öffnung aufweisenden Luftführungsgehäuse für die Küh lerabluft. Eine derartige Belüftungsanordung ist in der DE-AS 25 02 633 gezeigt.The invention relates to a ring cooler arrangement in a motor vehicle with at least one exit air duct housing for the cooling learning exhaust air. Such a ventilation arrangement is in the DE-AS 25 02 633 shown.
Neben Flachkühlern können an Kraftfahrzeugen aufgrund systemspezifischer Eigenschaften bzw. Vorteile, auf welche an dieser Stelle nicht näher eingegangen wird, auch Ringkühler Verwendung finden. Derartige Ringkühler sind dabei zumeist mit einem konzentrisch angeordnetem Radialgebläse versehen, welches den Kühlluftstrom von der Fahrzeugfrontseite ansaugt und durch die Kühlflächen hindurch in ein den Ringkühler umgebendes Luftführungs gehäuse fördert. Von diesem aus gelangt die Kühlerabluft über eine Austrittsöffnung in die Umgebung. Hierzu bietet es sich beispielsweise an, diese Austrittsöffnung auf der Fahrzeugunterseite vorzusehen.In addition to flat coolers, due to motor vehicles system-specific properties or advantages which is not discussed in more detail here, Ring coolers are also used. Such a ring cooler are mostly with a concentrically arranged Radial fan provided, which the cooling air flow from the front of the vehicle and through the cooling surfaces through into an air duct surrounding the ring cooler housing promotes. From this the radiator exhaust air arrives via an outlet opening into the environment. For this it is a good idea, for example, this outlet opening to be provided on the underside of the vehicle.
Es hat sich gezeigt, daß unter widrigen Randbedingungen, so beispielsweise bei Schleichfahrt des Kraftfahrzeuges oder bei Auftreten von starkem Rückenwind der nahezu senkrecht zur Fahrzeuglängsachse nach unten austretende Kühlerabluftstrom teilweise wieder an der Fahrzeugfront seite angesaugt wird. Dies hat, da somit verstärkt erwärmte Luft zur Kühlung herangezogen wird, eine deutlich verminderte Kühlleistung zur Folge.It has been shown that under adverse conditions, for example when the motor vehicle is crawling or if a strong tail wind occurs, the almost emerging perpendicular to the longitudinal axis of the vehicle Radiator exhaust air flow partly back at the front of the vehicle side is sucked. This has reinforced because heated air is used for cooling, a significantly reduced cooling capacity.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, an einer derartigen Ringkühler-Anordnung Maßnahmen aufzuzeigen, mit Hilfe derer stets die maximale Kühlleistung erzielbar ist. Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des ersten Anspruchs gelöst, vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen beschreiben die Unteransprüche.The object of the invention is therefore to such Ring cooler arrangement to show measures with help whose maximum cooling capacity can always be achieved. This task is characterized by the characteristics of the first claim, advantageous training and Developments describe the subclaims.
Erfindungsgemäß wird die Kühlerabluft durch die Aus trittsöffnung entgegen der Fahrzeug-Fahrtrichtung sozusagen nach hinten abgelenkt. Aufgrund dieser Ge schwindigkeitskomponente wird wirkungsvoll vermieden, daß die warme Kühlerabluft zur Fahrzeugfrontseite, über welche die Kühlerzuluft zugeführt wird, gelangt. Um darüber hinaus auch bei höheren Fahrgeschwindigkeiten, bei welchen üblicherweise aufgrund einer höheren Lei stungsabgabe einer das Fahrzeug antreibenden Brenn kraftmaschine auch ein höherer Kühlleistungsbedarf besteht, eine wirkungsgradoptimale Kühlluftführung und somit auch günstigste Kühlverhältnisse zu erzielen, liegt die Austrittsöffnung auf der Fahrzeug-Oberfläche in einem Unterdruckgebiet, so daß die Kühlerabluft aus dem Luftführungsgehäuse regelrecht abgesaugt wird. Derartige Unterdruckgebiete ergeben sich durch die Fahrzeugumströmung, welche durch die Fahrzeug-Fortbe wegung hervorgerufen wird, und sind im allgemeinen durch die Fahrzeuggeometrie bestimmt. Zur Erzeugung bzw. Verstärkung derartiger Unterdruckgebiete dienen dabei auch sog. Spoiler, welche in ihrer einfachsten Ausfüh rungsform auch als Strömungsabrißkante ausgebildet sein können. Indem somit die Austrittsöffnung auf der Fahr zeugoberfläche hinter einem Spoiler oder einer Abriß kante in ein Unterdruckgebiet mündet und darüber hinaus die Kühlerabluft gegen Fahrtrichtung abgelenkt wird, ergibt sich durch das Zusammenwirken dieser Merkmale eine äußerst effiziente Kühlluftführung. Ausdrücklich darauf hingewiesen soll dabei an dieser Stelle, daß der Begriff der Fahrzeug-Oberfläche gleichzusetzen ist mit dem Begriff der Fahrzeug-Außenhaut, jedoch nicht etwa auf die Fahrzeugoberseite oder Fahrzeugunterseite beschränkt ist.According to the cooler exhaust air from the opening opposite to the direction of travel of the vehicle distracted so to speak. Because of this Ge speed component is effectively avoided, that the warm radiator exhaust air to the vehicle front, over which the cooler supply air is supplied. Around moreover also at higher driving speeds, where usually due to a higher lei delivery of a fuel driving the vehicle engine also a higher cooling capacity requirement there is an optimal cooling air duct and to achieve the most favorable cooling conditions, the outlet opening is on the vehicle surface in a negative pressure area, so that the radiator exhaust air from the air duct housing is literally sucked off. Such negative pressure areas result from the Flow around the vehicle caused by the vehicle Fortbe movement is caused, and are generally due to determines the vehicle geometry. For generation or Reinforcement of such negative pressure areas serve also so-called spoilers, which in their simplest execution tion form can also be designed as a stall edge can. By thus the exit opening on the drive tool surface behind a spoiler or a demolition edge opens into a vacuum area and beyond the radiator exhaust air is deflected against the direction of travel, results from the interaction of these characteristics extremely efficient cooling air flow. Expressly at this point it should be noted that the The term vehicle surface is to be equated with the concept of the vehicle outer skin, but not for example to the top or bottom of the vehicle is limited.
Eine weiter verbesserte Strömungsablenkung der Kühler abluft ergibt sich mit den Merkmalen des Anspruchs 2. Dabei bildet vorteilhafterweise das Luftführungsgehäuse mit seinen Gehäusewänden im Mündungsbereich einen den Kühlerabluftstrom ablenkenden Kanal.A further improved flow deflection of the coolers Exhaust air results with the features of claim 2. The air duct housing advantageously forms this with its housing walls in the mouth area Radiator exhaust flow deflecting duct.
Nach Anspruch 3 kann das Unterdruckgebiet beispielsweise bezüglich der auftretenden Unterdruckwerte den jeweili gen Randbedingungen (Fahrgeschwindigkeit etc.) angepaßt werden. Vorteilhafterweise lassen sich hiermit auch die aerodynamischen Beiwerte des Kraftfahrzeuges optimieren. Ebenso kann der Ablenkwinkel durch Verstellung der Leitschaufeln einstellbar sein. Die letztgenannte Maßnahme kann dabei auch dazu herangezogen werden, jeglichen Kühlerabluftstrom zu verhindern und somit das Luftführungsgehäuse vollständig abzuschotten.According to claim 3, the negative pressure area, for example with regard to the negative pressure values that occur adapted to the general conditions (driving speed etc.) will. Advantageously, the Optimize the aerodynamic coefficients of the motor vehicle. The deflection angle can also be adjusted by adjusting the Guide vanes can be adjustable. The latter Measure can also be used to to prevent any cooler exhaust air flow and thus that Completely isolate the air duct housing.
Um den möglichen Kühlluftdurchsatz zu erhöhen, können in verschiedenen Bereichen der Fahrzeug-Oberfläche bzw. Fahrzeug-Außenhaut derartige Austrittsöffnungen vorge sehen sein. Insbesondere ist dabei gemäß Anspruch 4 auch an die Fahrzeug-Oberseite gedacht; in diesem Falle gelangt somit die Kühlerabluft auch über die sog. Motorhaube in die Umgebung. Dabei können nach Anspruch 5 bzw. 6 noch weitere Austrittsöffnungen vorgesehen sein, welche beispielsweise kanalförmig ausgebildet einen Teilstrom der erwärmten Kühlerabluft oder bei Bedarf auch einen Teilstrom nichterwärmter Kühlerzuluft vor zugsweise in Richtung anderer zu kühlender Bauteile im Kraftfahrzeug fördert. Selbstverständlich kann dabei auch eine aus der bereits genannten DE-AS 25 02 633 bekannte Anordnung gewählt werden, wonach der Ringkühler segmentförmig ausgespart ist, um auf einfache Weise einen Teilstrom der Kühlerzuluft abzuzweigen. Alternativ kann jedoch auch die Stirn- bzw. Rückwand des Luftfüh rungsgehäuses mit Durchbrüchen versehen sein, welche im übrigen ebenso wie die anderweitig vorgesehenen zusätz lichen Austrittsöffnungen zur Anpassung an die jeweili gen Randbedingungen einen veränderbaren Durchtritts querschnitt aufweisen können.To increase the possible cooling air throughput, in different areas of the vehicle surface or Vehicle outer skin featured such openings to be seen. In particular, according to claim 4 thought of the top of the vehicle; in this case the cooler exhaust air also reaches the so-called Bonnet in the area. According to claim 5 or 6 further outlet openings may be provided, which, for example, is channel-shaped Partial flow of the heated radiator exhaust air or if necessary also a partial flow of unheated cooler supply air preferably in the direction of other components to be cooled in the Motor vehicle promotes. Of course you can also one from DE-AS 25 02 633 already mentioned known arrangement can be selected, after which the ring cooler is recessed in a segmented manner in a simple manner to branch off a partial flow of the cooler supply air. Alternatively can however also the front or rear wall of the air guide rungsgehäuses with openings, which in the rest as well as the additional provisions otherwise provided outlet openings to adapt to the respective a variable passage can have cross-section.
Die Merkmale der Ansprüche 8 bis 10 führen zu einer weiteren Verbesserung des Kühlluftdurchsatzes, da hiermit der Ringkühler über seiner Tiefe gleichmäßiger beaufschlagt wird. Üblicherweise erfolgt bei einem Ringkühler die Zufuhr der Kühlerzuluft über den kon zentrischen Innenraum, in welchem zumeist ein Radial gebläse angeordnet ist. Die Zuluft gelangt dabei über die offene Stirnseite des Ringkühlers, welche im fol genden als Vorderseite bezeichnet wird, in den kreis förmigen Innenraum, während die rückwärtige Stirnseite (Rückseite) vollständig verschlossen ist. Nun hat sich gezeigt, daß bei Verwendung eines im Querschnitt recht eckigen Luftführungsgehäuses der an die Vorderseite angrenzende Bereich des Ringkühlers weitaus geringer als der rückwärtige Bereich durchströmt wird. Um nunmehr im Sinne einer Kühlleistungssteigerung diese Durchströmung zu vergleichmäßigen, kann neben einer Ausbildung nach Anspruch 8, welche den Strömungswiderstand im rückwär tigen Ringkühlerbereich vergrößert, auch auf der Ab luftseite des vorderen Ringkühlerbereiches gezielt ein relatives Unterdruckgebiet erzeugt werden. Gedacht ist hierbei insbesondere an Unterdruckerzeugung durch Wirbelbildung, wozu innerhalb des Luftführungsgehäuses auch leitapparatförmige Luftleitbleche vorgesehen sein können.The features of claims 8 to 10 lead to a further improvement of the cooling air throughput because hereby the ring cooler more evenly over its depth is applied. Usually takes place at one Ring cooler the supply of cooler supply air via the con centric interior, in which mostly a radial blower is arranged. The supply air comes through the open face of the ring cooler, which in fol is called the front, in the circle shaped interior, while the rear end (Back) is completely closed. Now has shown that when using a right in cross section square air duct housing to the front adjacent area of the ring cooler much less than the rear area is flowed through. To now in In terms of an increase in cooling capacity, this flow to equalize, in addition to training after Claim 8, which the flow resistance in the reverse ring cooler area enlarged, also on the down the air side of the front ring cooler area relative negative pressure area are generated. Is thought in this case in particular by generating negative pressure Vortex formation, why inside the air duct housing air vents can also be provided can.
Im folgenden wird die Erfindung anhand zweier lediglich schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher beschrieben. Es zeigt:In the following the invention is based on two only schematically illustrated embodiments described. It shows:
Fig. 1 eine aufgebrochene Seitenansicht eines Kraftfahrzeuges mit einem Ringkühler, Fig. 1 is a broken side view of a motor vehicle with a ring cooler,
Fig. 2 eine der Ansicht X aus Fig. 1 entsprechende andere Gestaltung eines Ringkühlers mit einem Luftführungsgehäuse, Fig. 2 is a 1 corresponding other design view X of Fig. An annular cooler with an air guide housing,
Fig. 3 den Schnitt A-A aus Fig. 2, sowie Fig. 3 shows the section AA from Fig. 2, as well
Fig. 4 eine der Fig. 3 entsprechende Ansicht eines anders gestalteten Luftführungsgehäuses. Fig. 4 is a view corresponding to FIG. 3 of a differently designed air duct housing.
Ein Kraftfahrzeug 1 ist mit einer das Fahrzeug antrei benden Brennkraftmaschine 2 versehen, für welche ein Kühlsystem vorgesehen ist, welches insbesondere einen Ringkühler 3 aufweist. Der Ringkühler ist von einem Luftführungsgehäuse 4 umgeben und weist in seinem kreisförmigen Innenraum ein Radialgebläse 5 auf. Dieses fördert die Kühlerzuluft 6 gemäß Pfeilrichtung durch den Ringkühler 3, wonach die sog. Kühlerabluft durch die Fahrzeugoberfläche 8 in die Umgebung abgeführt wird. Hierzu sind in der Fahrzeug-Oberfläche 8 Austrittsöff nungen 9 vorgesehen, in deren Mündungsbereich Luftleit schaufeln 10 angeordnet sind.A motor vehicle 1 is provided with an internal combustion engine 2 driving the vehicle, for which a cooling system is provided, which in particular has a ring cooler 3 . The ring cooler is surrounded by an air guide housing 4 and has a radial fan 5 in its circular interior. This conveys the cooler supply air 6 in the direction of the arrow through the ring cooler 3 , after which the so-called cooler exhaust air is discharged through the vehicle surface 8 into the environment. For this purpose 8 Ausittsöff openings 9 are provided in the vehicle surface, in the mouth region air guide blades 10 are arranged.
Um zu verhindern, daß beispielsweise bei Fahrzeugstill stand oder Rückenwind ein Teilstrom der Kühlerabluft 7 in den Ansaugbereich für die Kühlerzuluft 6 gelangt und um darüber hinaus eine besonders wirkungsvolle Durch strömung des Ringkühlers 3 bzw. des Luftführungsgehäuses 4 zu erzielen, sind die Wände 11 a, 11 b des Luftführungs gehäuses 4 im Bereich der Austrittsöffnungen 9 gegen die Fahrtrichtung (Pfeilrichtung 12) des Kraftfahrzeuges 1 geneigt. Ferner münden die Austrittsöffnungen 9 im Bereich eines sich auf der Fahrzeug-Außenhaut (Fahr zeug-Oberfläche 8) bei der Fahrzeugfortbewegung ein stellenden Unterdruckgebietes. Zur Verstärkung dieses Unterdruckgebietes ist dabei in Fahrtrichtung vor den Austrittsöffnungen 9 bzw. in Fahrzeug-Umströmungsrich tung stromauf der Austrittsöffnungen 9 ein aus der Fahrzeug-Außenhaut herausgearbeiteter bzw. speziell aufgebrachter Spoiler 13 vorgesehen, wobei der auf der Fahrzeugoberseite vorgesehene Spoiler 13′ aufgrund des sich dort ohnehin einstellenden Unterdruckgebietes als einfache Abrißkante ausgebildet ist.In order to prevent a partial flow of the cooler exhaust air 7 from entering the intake area for the cooler supply air 6 , for example when the vehicle was at a standstill or tailwind, and in addition to achieve a particularly effective flow through the ring cooler 3 or the air guide housing 4 , the walls 11 a , 11 b of the air duct housing 4 inclined in the area of the outlet openings 9 against the direction of travel (arrow direction 12 ) of the motor vehicle 1 . Furthermore, the outlet openings 9 open in the region of a negative pressure region which is located on the outer skin of the vehicle (vehicle surface 8 ) when the vehicle is moving. In order to reinforce this underpressure region thereby in the direction of travel in front of the outlet openings 9 and in the vehicle Umströmungsrich tung upstream of the outlet openings 9 a from the vehicle outer skin out worked or specially applied spoiler 13 is provided, the provided on the vehicle upper side spoiler 13 'due to the located there is formed as a simple tear-off edge anyway setting vacuum region.
Neben den Austrittsöffnungen 9 weist das Luftführungs gehäuse 4 weitere Austrittsöffnungen 14 sowie in die Gehäuserückwand 15 eingebrachte Durchbrüche 16 auf. Über die Austrittsöffnungen 14 wird dabei ein Teilstrom der Kühlerabluft 7 direkt auf zu kühlende Teile des Kraft fahrzeuges, so beispielsweise auf die Vorderachs-Bremsen geführt, während der über die Durchbrüche 16 abgeführte Teilstrom von Kühlerzuluft 6 beispielsweise zur direkten Kühlung der Außenwände der Brennkraftmaschine 2 heran gezogen wird. Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 weist dabei abweichend von der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform der Ringkühler 3 sowie das Luftfüh rungsgehäuse 4 eine segmentförmige Aussparung auf, welche die Funktion des Durchbruches 16 übernimmt und daher ebenso mit der Bezugsziffer 16 bezeichnet ist.In addition to the outlet openings 9 , the air duct housing 4 has further outlet openings 14 and openings 16 introduced into the rear wall 15 of the housing. Via the outlet openings 14 , a partial flow of the cooler exhaust air 7 is passed directly to parts of the motor vehicle to be cooled, for example to the front axle brakes, while the partial flow of cooler supply air 6 discharged via the openings 16 , for example, for direct cooling of the outer walls of the internal combustion engine 2 is pulled. In the embodiment of Fig. 2 has deviating from the embodiment shown in Fig. 1 embodiment, the ring cooler 3 and the Luftfüh approximately housing 4, a segment-shaped recess, which takes over the function of the opening 16 and is therefore also referred to by the reference numeral 16.
Einen Querschnitt gemäß A-A durch das Luftführungsge häuse 4 zeigt Fig. 3. Durch das im Inneren des Luft führungsgehäuses 4 angeordnete, den Ringkühler 3 in seiner Tiefe 17 aufteilende, leitapparatförmige Luft leitblech 18 wird im vorderen Bereich V kühlerabluft seitig ein Unterdruckgebiet erzeugt. Hierzu ist das nahe des rückwärtigen Endes R des Ringkühlers angeordnete Luftleitblech 18 mit seinem freien Ende spiralförmig zum vorderen Bereich V hin gebogen. Diese Maßnahme gewähr leistet eine nahezu gleichmäßige Durchströmung des Ringkühlers 3 über seiner Tiefe 17.A cross-section AA through the Luftführungsge housing 4 is shown in FIG. 3. By arranged in the interior of the air guide housing 4, the ring cooler 3 aufteilende in its depth 17, leitapparatförmige air baffle 18 is in the front region V cooler exhaust air side, a negative pressure region generated. For this purpose, the air baffle 18 arranged near the rear end R of the ring cooler is bent with its free end spirally toward the front region V. This measure ensures an almost uniform flow through the ring cooler 3 over its depth 17th
Der gleiche Effekt erzielen läßt sich mit einer anderen Ausgestaltung des Luftführungsgehäuses 4, wie sie in Fig. 4 gezeigt ist. Hier ragt das Luftführungsgehäuse über die Ringkühler-Vorderkante V hinaus. Auch diese Maßnahme bewirkt in Verbindung mit der über der Tiefe 17 zum rückwärtigen Bereich R hin abnehmenden Querschnitts fläche des Luftführungsgehäuses, daß die Kühlerabluft 7 neben der nach unten gerichteten Geschwindigkeitskompo nente 19 gemäß Fig. 2 eine weitere nach vorne, d. h. zum vorderen Kühlerbereich V hin gerichtete Geschwindig keitskomponente 20 aufgeprägt wird. Der sich damit im vorderen Bereich des Luftführungsgehäuses 4 einstellende Wirbel erzeugt abermals das einer gleichmäßigen Durch strömung förderliche Unterdruckgebiet.The same effect can be achieved with a different configuration of the air guide housing 4 , as shown in FIG. 4. Here the air duct housing protrudes beyond the ring cooler front edge V. This measure also causes in connection with the depth 17 towards the rear area R decreasing cross-sectional area of the air duct housing that the radiator exhaust air 7 in addition to the downward speed component 19 as shown in FIG. 2 another forward, ie to the front cooler area V. directional speed component 20 is impressed. The vortex which thus arises in the front region of the air guiding housing 4 again generates the vacuum region which is conducive to a uniform flow.
Insgesamt dienen die gezeigten Maßnahmen einer optimalen Kühlluftführung durch den Ringkühler 3. Letzterer kann dabei - wie an sich bekannt - in vielfältiger Weise aufgebaut sein. Beispielsweise ist eine segmentförmige Unterteilung in mehrere Kühlbereiche für verschiedene zu kühlende Medien möglich. Ebenso realisierbar ist eine Aufteilung in mehrere Kühlbereiche über der Tiefe 17 des Ringkühlers. Ohne Einfluß ist des weiteren die detail lierte Gestaltung bzw. Anordnung des Radialgebläses 5, stets empfiehlt es sich dabei jedoch, das Radialgebläse 5 wie in Fig. 1 gezeigt auszubilden, wonach eine Stau drucknabe 21 vorgesehen ist, innerhalb derer vorteil hafterweise eine nicht gezeigte Antriebseinheit für das Radialgebläse 5 selbst vorgesehen ist.Overall, the measures shown serve for optimal cooling air flow through the ring cooler 3 . As is known per se, the latter can be constructed in a variety of ways. For example, a segmented division into several cooling areas for different media to be cooled is possible. A division into several cooling areas over the depth 17 of the ring cooler can also be realized. Furthermore, there is no influence on the detailed design or arrangement of the radial blower 5 , but it is always advisable to design the radial blower 5 as shown in FIG. 1, according to which a pressure hub 21 is provided, within which, advantageously, a drive unit, not shown is provided for the radial fan 5 itself.
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19893910560 DE3910560A1 (en) | 1989-04-01 | 1989-04-01 | Annular radiator arrangement in a motor vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
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DE19893910560 DE3910560A1 (en) | 1989-04-01 | 1989-04-01 | Annular radiator arrangement in a motor vehicle |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE3910560A1 true DE3910560A1 (en) | 1990-10-04 |
DE3910560C2 DE3910560C2 (en) | 1991-07-25 |
Family
ID=6377609
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19893910560 Granted DE3910560A1 (en) | 1989-04-01 | 1989-04-01 | Annular radiator arrangement in a motor vehicle |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE3910560A1 (en) |
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