DE4324071A1 - Cooling air guide device - Google Patents

Cooling air guide device

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Abstract

In a cooling air guide device for at least two fans arranged adjacent to one another on at least one heat exchanger with an air through-flow in a motor vehicle, the fans being fluidically separated in order to prevent a short-circuit flow, at least one adjustable air guide element, which exposes different effective heat exchanger surfaces at different fan outputs, is arranged in order to improve the cooling capacity.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kühlluftführung für zu­ mindest zwei zueinander benachbart angeordnete Lüfter an zumindest einem luftdurchströmten Wärmetauscher in einem Kraftfahrzeug, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a device for guiding cooling air for at least two fans arranged adjacent to each other on at least an air-flow heat exchanger in a motor vehicle, according to the preamble of claim 1.

Bei gattungsgemäßen Vorrichtungen zur Kühlluftführung mit zwei einan­ der benachbarten Lüftern mit ggf. unterschiedlichen Einschaltzustän­ den oder veränderlichen Lüfterleistungen ist darauf zu achten, daß bei unterschiedlichen Druckdifferenzen zwischen den beiden Lüftern nicht eine Kurzschlußströmung auftritt, die die Kühlleistung am Wär­ metauscher beeinträchtigt. Um dem vorzubeugen, können die beiden Lüfter durch entsprechende Luftleitelemente bis hin zur Wärmetau­ scherfläche strömungstechnisch getrennt sein.In generic devices for cooling air flow with two on of the neighboring fans with possibly different switch-on states The or variable fan performance must be ensured that at different pressure differences between the two fans not a short circuit flow occurs, the cooling capacity at the heat Meters impaired. To prevent this, the two can Fans through appropriate air control elements up to the heat build-up fluidly separate the shear surface.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art vorzuschlagen, mit der bei geringem Mehraufwand die Kühlleistung der beiden Lüfter optimierbar ist.The object of the invention is a device of the generic type Propose the way with which the cooling capacity with little additional effort the two fans can be optimized.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentan­ spruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in weiteren Patentansprüchen entnehmbar.This object is achieved with the features of the patent Proverb 1 solved. Advantageous developments of the invention are in further claims can be found.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, die strömungstechnische Trennung der beiden Lüfter durch zumindest ein verstellbares Luftleitelement auszubilden, welches bei unterschiedlichen Lüfterleistungen unter­ schiedliche wirksame Wärmetauscherflächen freigibt. Anstatt einer festen Aufteilung der beiden Lüfter hinsichtlich der beaufschlagten Wärmetauscherflächen wird eine variable Aufteilung vorgeschlagen, die der gerade vorliegenden Lüfterleistung Rechnung trägt bzw. die dem jeweiligen Lüfter höherer Leistung eine größere Wärmetauscherfläche freigibt.The fluidic separation is proposed according to the invention of the two fans by at least one adjustable air guide element train which with different fan powers under releases different effective heat exchanger surfaces. Instead of one fixed division of the two fans with regard to the acted upon A variable distribution is proposed for heat exchanger surfaces  takes into account the current fan power or the respective fans of higher performance have a larger heat exchanger area releases.

Bevorzugt kann die Steuerung des verstellbaren Luftleitelementes abhängig vom Lüfterantrieb erfolgen. So könnte beispielsweise bei der Verwendung von zwei Elektrolüftern das Einschalten des einen Lüfters auch einen Steuerimpuls zum Verstellen des Luftleitelementes in eine diesem Lüfter eine größere Wärmetauscherfläche freigebende Stellung abgeben. Beim Betrieb beider Lüfter könnte auch eine Mittelstellung gesteuert sein, die ggf. beiden Lüftern gleiche Wärmetauscherflächen zuteilt.Preferably, the control of the adjustable air guide element depending on the fan drive. For example, at Using two electric fans to switch on one fan also a control pulse for adjusting the air guide in a this fan has a larger heat exchanger surface releasing position submit. A middle position could also be used when operating both fans be controlled, the two fans may have the same heat exchanger surfaces allocated.

Bei einer kombinierten Verwendung eines von der Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeuges angetriebenen Lüfters und eines Elektrolüfters kann beispielsweise abhängig von der Drehzahl der Brennkraftmaschine berücksichtigt werden, daß die Lüfterleistung des von der Brennkraft­ maschine angetriebenen Lüfters mit zunehmender Drehzahl der Brenn­ kraftmaschine zunimmt, im Leerlaufbetrieb also relativ niedrig (niedriger als die Leistung des Elektrolüfters) und bei hohen Dreh­ zahlen der Brennkraftmaschine relativ hoch (höher als die Leistung des Elektrolüfters) ist. Dementsprechend ist bei niedrigen Drehzahlen der Brennkraftmaschine der Einschaltzustand des Elektrolüfters für die Stellung des Luftleitelementes maßgeblich, während bei höheren Drehzahlen aufgrund der sehr hohen Lüfterleistung des von der Brenn­ kraftmaschine angetriebenen Lüfters dieser eine Vorrangstellung er­ hält bzw. ständig die größere wirksame Wärmetauscherfläche beauf­ schlagt.With a combined use of one from the internal combustion engine of the motor vehicle driven fan and an electric fan can, for example, depending on the speed of the internal combustion engine be taken into account that the fan power of the internal combustion engine machine driven fan with increasing speed of burning engine increases, so relatively idle (lower than the power of the electric fan) and at high revs pay the internal combustion engine relatively high (higher than the power of the electric fan). Accordingly, at low speeds the internal combustion engine the on state of the electric fan for the position of the air guiding element is decisive, while at higher ones Speeds due to the very high fan power of the Brenn engine driven fan this is a priority keeps or constantly works on the larger effective heat exchanger surface strikes.

Ferner wird vorgeschlagen, abhängig von der Temperatur der Brenn­ kraftmaschine die Steurung des Luftleitelementes zu verändern. Durch eine die Kühlleistung negativ beeinflussende Stellung des Luftleite­ lementes kann dadurch die möglichst schnelle Erwärmung der Brenn­ kraftmaschine auf Betriebstemperatur unterstützt werden. Dies wird bewirkt, indem entgegen der vorstehenden Beschreibung das Luftleite­ lement so gesteuert wird, daß der die höhere Druckdifferenz aufwei­ sende, wirksame Lüfter eine möglichst kleine Wärmetauscherfläche beaufschlagt.It is also proposed depending on the temperature of the firing engine to change the control of the air guide. By a position of the air duct that negatively influences the cooling capacity lementes can thereby heat the burning as quickly as possible  engine are supported at operating temperature. this will caused by contrary to the description above the air duct element is controlled so that the higher pressure difference Send effective fans with the smallest possible heat exchanger area acted upon.

Das verstellbare Luftleitelement kann jalousieartig, durch eine dreh­ bare Blende oder durch mehrere Klappen gebildet sein. Bevorzugt wird jedoch vorgeschlagen, in baulich einfacher Weise eine einzige, zwi­ schen den beiden Lüftern angeordnete schwenkbare Klappe vorzusehen. Diese Klappe kann beispielsweise elektromagnetisch zwischen zwei Endstellungen zur Erzielung der unterschiedlichen Wärmetauscherflä­ chen gesteuert sein, sie kann aber auch über einen elektromotorischen Stellmotor in stufenloser Anpassung verstellt werden.The adjustable air guiding element can be made like a blind by rotating it bare aperture or be formed by several flaps. Is preferred However, proposed a structurally simple manner, a single, two between the two fans arranged pivotable flap. This flap can, for example, be electromagnetic between two End positions to achieve the different heat exchanger surfaces Chen be controlled, but it can also be an electric motor Stepper motor can be adjusted continuously.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im Folgenden mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Die schematische Zeichnung zeigt eine Vorrichtung mit einem verstellbaren Luftleitelement in einer an einem Kühler eines Kraftfahrzeuges angebauten Lüfterhutze für zwei ange­ triebene Lüfter.An embodiment of the invention is below with others Details explained in more detail. The schematic drawing shows one Device with an adjustable air guide in one on one Radiator of a motor vehicle attached fan guard for two driven fans.

Der in einem nicht dargestellten Kraftfahrzeug in dessen Frontbereich angeordnete Luft-Wasser-Wärmetauscher bzw. Kühler 10 mit einem in Luftströmungsrichtung vorgeschalteten Kondensator 12 für eine Klimaan­ lage des Kraftfahrzeuges ist mit einer Lüfterhutze 14 versehen, die die Wärmetauscherfläche 16 des Kühlers 10 einfaßt und in der ein von der Brennkraftmaschine angetriebener Lüfter 18 und ein elektrisch angetriebener Lüfter 20 einander benachbart angeordnet sind.The arranged in a motor vehicle, not shown, in the front area air-water heat exchanger or cooler 10 with an upstream in the air flow direction condenser 12 for an air conditioning system of the motor vehicle is provided with a fan guard 14 which surrounds the heat exchanger surface 16 of the radiator 10 and in the a fan 18 driven by the internal combustion engine and an electrically driven fan 20 are arranged adjacent to one another.

Die Lüfter 18, 20 sind bekannter Bauart, so kann beispielsweise das Lüfterrad 22 über einen Riementrieb 24 und eine nicht gezeigte Visko­ kupplung von der Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeuges angetrieben sein, während das Lüfterrad 26 des Lüfters 20 von einem Elektromotor 28 mit konstanter Drehzahl angetrieben ist.The fans 18, 20 are of a known type, for example the fan wheel 22 can be driven by a belt drive 24 and a viscous clutch (not shown) from the internal combustion engine of the motor vehicle, while the fan wheel 26 of the fan 20 is driven by an electric motor 28 at a constant speed.

Die über nicht näher dargestellte Luftleitelemente der Kühlerhutze 14 strömungungstechnisch voneinander getrennten Lüfter 18, 20 sind in ihrem aneinander angrenzenden Bereich 30 über eine verstellbare Klap­ pe 32 strömungstechnisch voneinander getrennt, wobei die Klappe 32 über eine Achse 34 schwenkbar ist. Die Klappe 34 weist einen außer­ halb der Kühlerhutze 14 liegenden freien Arm 36 auf, an dem ein elek­ tromagnetisches Stellelement 38 angreift.The air guiding elements not shown in detail the Kühlerhutze 14 strömungungstechnisch separate fans 18, 20 are in their adjoining region 30 pe an adjustable Klap 32 fluidly separated from each other, whereby the flap 32 is pivotable about an axis 34th The flap 34 has an outside half of the radiator hood 14 free arm 36 on which an elec tromagnetic actuator 38 engages.

Über das Stellelement 38 kann die Klappe 32 von der gezeichneten Stellung (ausgezogene Linien) in die in gestrichelten Linien ange­ zeigte Stellung verschwenkt werden, wobei jeweils einem der Lüfter 18, 20 eine größere oder kleinere Wärmetauscherfläche 16 zugeteilt wird.Via the control element 38 , the flap 32 can be pivoted from the position shown (solid lines) to the position shown in broken lines, one of the fans 18 , 20 being assigned a larger or smaller heat exchanger surface 16 .

Das Stellelement 38 wird über ein Steuergerät 40 mit einer logischen Verknüpfungsschaltung angesteuert. Das Steuergerät 40 ist mit Eingän­ gen T für Temperatur der Brennkraftmaschine, n für Drehzahl der Brennkraftmaschine und K für den Einschaltzustand der Klimaanlage des Kraftfahrzeuges versehen, wobei das Steuergerät 40 auch den Elektro­ motor 28 des Lüfters 20 aktiviert.The control element 38 is controlled via a control unit 40 with a logic logic circuit. The control unit 40 is provided with inputs T for the temperature of the internal combustion engine, n for the speed of the internal combustion engine and K for the switched-on state of the air conditioning system of the motor vehicle, the control unit 40 also activating the electric motor 28 of the fan 20 .

In dem elektronischen Steuergerät 40 sind Temperaturschwellen T₁ und T₂ der Brennkraftmaschine definiert, ferner eine untere Drehzahl­ schwelle n₁ für Leerlaufbetrieb der Brennkraftmaschine. Die elektron­ ische Verknüpfungsschaltung unter Verwendung von Und/Oder Gliedern bekannter Bauart ist wie folgt:In the electronic control device 40 , temperature thresholds T 1 and T 2 of the internal combustion engine are defined, and a lower speed threshold N 1 for idling operation of the internal combustion engine. The electronic logic circuit using AND / OR elements of known type is as follows:

Unterhalb einer Temperatur T₁ der Brennkraftmaschine bleibt die Klap­ pe 32 unabhängig von der Drehzahl n in der gezeichneten Stellung, also in der Stellung für eine verkleinerte Wärmetauscherfläche 16 für den Lüfter 18. Wird die Klimaanlage K eingeschaltet, so wird zusätz­ lich der Elektrolüfter 20 aktiviert. Below a temperature T 1 of the internal combustion engine, the valve 32 remains independent of the speed n in the position shown, ie in the position for a reduced heat exchanger surface 16 for the fan 18 . If the air conditioning system K is switched on, the electric fan 20 is additionally activated.

Bei Erreichen der Temperatur T₁ wird die Drehzahl n der Brennkraftma­ schine überlagert, d. h., daß bei niedriger Drehzahl (unterhalb n₁) die gezeichnete Stellung beibehalten wird, bei höheren Drehzahlen (< n₁) aber das Stellglied 38 angesteuert und die Klappe 34 in die ge­ strichelt gezeichnete Position verschwenkt wird. Damit wird die höhe­ re Lüfterleistung des Lüfters 18 auf eine größere wirksame Wärmetau­ scherfläche 16 verteilt.When the temperature T 1 is reached, the speed n of the internal combustion engine is superimposed, ie that at low speed (below n 1) the position shown is maintained, but at higher speeds (<n 1) the actuator 38 is actuated and the flap 34 is dashed into the ge drawn position is pivoted. So that the higher re fan power of the fan 18 is distributed to a larger effective heat shear surface 16 .

Unter Beibehaltung der Drehzahlabhängigkeit wird bei Erreichen der Temperatur T₂ der Elektrolüfter 20 zugeschaltet, sofern dies nicht aufgrund des Klimaanlagensignals K ohnehin bereits erfolgt ist. Eine Umschaltung der Klappe 34 von der gestrichelten Position in die in ausgezogenen Linien dargestellte Position erfolgt aber nur, wenn die Drehzahl n der Brennkraftmaschine unterhalb n₁ liegt.While maintaining the speed dependency, the electric fan 20 is switched on when the temperature T₂ is reached, provided that this has not already occurred due to the air conditioning system signal K. Switching of the flap 34 from the dashed position to the position shown in solid lines takes place only when the speed n of the internal combustion engine is below n 1.

Claims (7)

1. Vorrichtung zur Kühlluftzuführung für zumindest zwei zueinander benachbart angeordnete Lüfter an zumindest einem luftdurchströmten Wärmetauscher in einem Kraftfahrzeug, wobei die Lüfter zur Vermei­ dung einer Kurzschlußströmung strömungstechnisch getrennt sind, gekennzeichnet durch zumindest ein verstellbares Luftleitelement (34), das bei unterschiedlichen Lüfterleistungen unterschiedliche wirksame Wärmetauscherflächen (16) freigibt.1. Device for supplying cooling air for at least two fans arranged adjacent to one another on at least one air-flow heat exchanger in a motor vehicle, the fans being fluidically separated to avoid a short-circuit flow, characterized by at least one adjustable air-guiding element ( 34 ) which has different effective heat exchanger surfaces at different fan powers ( 16 ) releases. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Luft­ leitelement (34) abhängig vom Lüfterantrieb gesteuert ist.2. Device according to claim 1, characterized in that the air guide element ( 34 ) is controlled depending on the fan drive. 3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, wobei der eine Lüfter ein Elektrolüfter 20 ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Luftleitele­ ment (34) abhängig vom Einschaltzustand des Elektrolüfters (20) gesteuert ist.3. Device according to claims 1 and 2, wherein the one fan is an electric fan 20, characterized in that the Luftleitele element ( 34 ) is controlled depending on the switched-on state of the electric fan ( 20 ). 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, wobei der eine Lüfter (18) von der Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeuges angetrieben ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Luftleitelement (34) abhängig von der Drehzahl n der Brennkraftmaschine gesteuert ist.4. Device according to one of claims 1-3, wherein the one fan ( 18 ) is driven by the internal combustion engine of the motor vehicle, characterized in that the air guide element ( 34 ) is controlled depending on the speed n of the internal combustion engine. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, wobei der eine Lüfter (20) elektromotorisch und der andere Lüfter (18) von der Brenn­ kraftmaschine angetrieben ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Luftleitelement (34) bei unterhalb einer definierten Drehzahl­ schwelle n₁ der Brennkraftmaschine und bei eingeschaltetem Elek­ trolüfter (20) dessen beaufschlagte Wärmetauscherfläche (16) ver­ größert und in den übrigen Betriebszuständen verkleinert bzw. die andere wirksame Wärmetauscherfläche vergrößert. 5. Device according to one of claims 1-4, wherein one fan ( 20 ) is electromotive and the other fan ( 18 ) is driven by the internal combustion engine, characterized in that the air guide element ( 34 ) at below a defined speed threshold n₁ the Internal combustion engine and when the elec trolüfter ( 20 ) its pressurized heat exchanger surface ( 16 ) is enlarged and reduced in the other operating states or the other effective heat exchanger surface is enlarged. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeich­ net, daß das Luftleitelement (34) zusätzlich temperaturabhängig gesteuert ist und bei nicht betriebswarmer Brennkraftmaschine im Sinne einer verminderten Kühlleistung betätigt ist.6. Device according to one of claims 1-5, characterized in that the air guide element ( 34 ) is additionally controlled as a function of temperature and is actuated when the internal combustion engine is not at operating temperature in the sense of a reduced cooling capacity. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeich­ net, daß das Luftleitelement eine zwischen den beiden Lüftern (18, 20) angeordnete, schwenkbare Klappe (34) ist.7. Device according to one of claims 1-6, characterized in that the air guide element is a pivotable flap ( 34 ) arranged between the two fans ( 18 , 20 ).
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