DE4102645A1 - Einrichtung zur luftkuehlung von teilen eines mit einer brennkraftmaschine ausgeruesteten fahrzeugs - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Einrichtungen dieses Aufbaus sind zur Luftkühlung von katalytischen Abgasreaktoren (DE-OS 22 22 498) sowie von Abgassammelleitungen (DE-OS 23 05 377) seit langem bekannt. Als Gebläse zur Kühlluftförderung dienen übliche elek­ trische Gebläse, die jedoch den Nachteil einer Belastung der Batterie des Kraftfahrzeugs haben.

Verständlicherweise gibt es jedoch auch eine große Zahl anderer Teile bzw. Bauteile, die im Betrieb gekühlt werden müssen. Betrachtet man den Motorraum eines Kraftfahrzeugs, so handelt es sich dabei um Teile der Brennkraftmaschine, beispielsweise Ölbehälter, Getriebe, Ventildeckel, mechanisch angetriebenen Lader (G-Lader), Kraftstoffleitungen, Vergaser oder die Batterie des elektrischen Systems des Fahrzeugs. Grundsätzlich können im Fahrzeug auch weitere Teile oder Einrichtungen angeordnet sein, die einer Luftkühlung bedürfen.

Wie bereits angeführt, besitzt der bereits genannte Einsatz elektrisch angetriebener Gebläse den grundsätzlichen Nachteil des Bedarfs elektrischer Energie, der durch die Bordbatterie des Fahrzeugs gedeckt werden muß. Grundsätzlich ist es auch möglich, unter Verzicht auf die Erzeugung eines Kühlluftstroms im Stillstand des Fahrzeugs (auch bei laufender Brennkraftma­ schine) die Kühlluftströmung durch Ausnutzung des im Fahrtbetrieb auftretenden Staudrucks vor entsprechend liegenden Lufteintritts­ öffnungen in der Fahrzeugkarosserie zu erzeugen. In diesem Falle kommt zwar die Antriebsenergie für ein Kühlluftgebläse in Fortfall, jedoch wird dies durch eine von den Kühlluftein­ trittsöffnungen hervorgerufene Vergrößerung des c_w-Werts des Fahrzeugs und damit durch eine Vergrößerung des Kraftstoffver­ brauchs desselben erkauft.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu schaffen, die die Erzeugung einer Kühlluftströmung ohne zusätzlichen Energiebe­ darf, sei es durch elektrische Antriebsenergie, sei es indirekt durch Vergrößerung des c_w-Werts des Fahrzeugs, erfordert.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in den kenn­ zeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1, vorteilhafte Aus­ bildungen der Erfindung beschreiben die Unteransprüche.

Bei der Erfindung wird also die ohnehin im Abgassystem der Brennkraftmaschine vorhandene kinetische Energie der Abgase derselben, die andernfalls ungenutzt bliebe, zum Antrieb des Kühlluftgebläses herangezogen. Für dieses kann demgemäß eine Konstruktion nach Art eines bekannten Abgasturboladers Einsatz finden, der jedoch bisher nur zur Förderung von Verbrennungsluft, sei es zum Ansaugsystem der Brennkraftmaschine, sei es (vgl. DE-OS 22 12 721) zu einer Nachverbrennungsanlage, Einsatz gefun­ den hat. Da entsprechende Konstruktionen bekannt sind, braucht das bei der Erfindung eingesetzte, von den Abgasen angetriebene Gebläse im einzelnen nicht beschrieben zu werden.

Wenn im folgenden die Erfindung anhand eines speziellen Einsatz­ falls, nämlich zur Kühlung des Abgaskrümmers einer Brennkraft­ maschine in einem Kraftfahrzeug, beschrieben wird, handelt es sich, wie gesagt, nur um einen speziellen Einsatzfall; die Erfindung kann auch zur Kühlung anderer Teile des Fahrzeugs Einsatz finden, wie sie eingangs genannt wurden. Dabei kann die Verteilung und Lenkung der Kühlluftströmung auf mannigfache Weise erfolgen, beispielsweise, wie in dem im folgenden erläuter­ ten Einsatzfall, durch das zu kühlende Teil ummantelnde Rohre oder durch eine zweischalige Motorhaube, deren dem Motorraum zugekehrte Innenschale mit Strömungsaustrittsöffnungen im Bereich zu kühlender Bauteile versehen ist.

Die Zeichnung zeigt schematisch einen Längsschnitt durch die hier interessierenden Teile eines Personenkraftwagens. Man erkennt im Motorraum 1 die Brennkraftmaschine 2 mit dem Abgas­ krümmer 3 und dem diesem nachgeschalteten Abgaskonverter 4 bekannten und daher nicht zu beschreibenden Aufbaus. Vor der eigentlichen Brennkraftmaschine 2 liegt der Kühler 5 zur Kühlung des Kühlwassers für die Maschine; dem Kühler ist in üblicher Weise das beispielsweise elektrisch angetriebene Luftgebläse 6 zugeordnet.

In diesem Ausführungsbeispiel sollen die Abgase, bevor sie in den Konverter 4 gelangen, gekühlt werden. Insofern stellt der Abgaskrümmer 3 also ein temperaturkritisches Bauteil dar. Die Kühlung erfolgt mittels eines Kühlluftstroms, der durch das den Abgaskrümmer 3 teilweise mit Abstand umgebende Luftleit­ rohr 7 gelenkt wird, das eingangsseitig über die Leitung 8 mit der Lufteintrittsöffnung 9 vor der Frontscheibe 10 des Fahrzeugs in Strömungsverbindung steht und ausgangsseitig, d. h. bei 11, offen ist, so daß dort die - erwärmte - Kühlluft austreten kann. Wenn auch an der Eintrittsstelle 9 im Fahrbetrieb ein gewisser Druckaufbau vorliegt, reicht dieser doch nicht aus, um eine ausreichende Kühlluftströmung durch das Rohr 7 zu treiben. Man könnte den Staudruck an der Lufteintrittsstelle 9 durch Verlegung derselben in Richtung Fahrzeugbug oder durch zusätzliche Luftfangeinrichtungen vergrößern, jedoch würde dies zu einer Erhöhung des c_w-Werts des Fahrzeugs, also letztlich seines Strömungswiderstands, und damit zu einer Vergrößerung des Kraftstoffverbrauchs führen. Auch der bekannte Einsatz eines elektrisch betriebenen Kühlluftgebläses in der Leitung 8 würde die Energiebilanz des Fahrzeugs verschlechtern. Daher wird erfindungsgemäß ein Kühlluftgebläse 12 verwendet, das nach Art eines Turboladers aufgebaut ist und demgemäß als An­ triebsorgan ein innerhalb des Abgaskrümmers 3 der Abgasströmung ausgesetztes Schaufelrad besitzt. Dieses Gebläse kann auch zur Aufladung der Maschine 2 vorhanden sein; dann dient die von ihm geförderte Überschußluft als Kühlluft.

Mit der Erfindung ist demgemäß eine gattungsgemäße Einrichtung geschaffen, die ohne zusätzlichen Energiebedarf und ohne Beein­ flussung des c_w-Werts eine wirksame Kühlung temperaturkritischer Bauteile in einem Kraftfahrzeug sicherstellt.

Claims (3)

1. Einrichtung zur Luftkühlung von temperaturkritischen Teilen eines mit einer Brennkraftmaschine ausgerüsteten Fahrzeugs, insbesondere von Teilen der Brennkraftmaschine, mit zumindest einem zum Kühllufttransport dienenden, fahrzeugintern ange­ triebenen Gebläse, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebläse (12) durch die kinetische Energie der Abgase der Brennkraft­ maschine (2) angetrieben ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebläse nach Art eines Abgasturboladers (12) mit einem im Abgassystem (3) der Brennkraftmaschine (2) angeordneten Schaufelrad antriebsmäßig verbunden ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebläse (12) zur Aufladung der Brennkraftmaschine (2) vorhanden ist und zur Luftkühlung die von ihm geförderte Überschußluft dient.