DE6605670U - COOLING SYSTEM FOR COMBUSTION ENGINES - Google Patents
COOLING SYSTEM FOR COMBUSTION ENGINESInfo
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Description
Ρ.Α.Ϊ79 Οί 1-8.7.67Ρ.Α.Ϊ79 Οί 1-8.7.67
ap/A 2767 Voith Getriebe KGap / A 2767 Voith Getriebe KG
Kennwort: "Luftseitiger By-pass" Heidenheim (Brenz)Keyword: "Airside by-pass" Heidenheim (Brenz)
Kühlanlage für VerbrennungsmotorenCooling system for internal combustion engines
Die Erfindung betrifft eine Kühlanlage für Verbrennungsmotoren zur Rückkühlung von Flüssigkeit mittels Luft mit einem Axialventilator und im Luftstrom diesem nachgeschalteten Kühlelementen mit einer den Luftstrom umschließenden Luftführung zwischen Ventilator und Kühlelementen.The invention relates to a cooling system for internal combustion engines for recooling liquid by means of air with an axial fan and in the air flow this downstream cooling elements with an air duct surrounding the air flow between Fan and cooling elements.
Die Anordnung der Kühlelemente im Luftstrom nach dem Ventilator ist bekannt und bietet im Vergleich zu der Anordnung in der anderen Reihenfolge gewisse Vorteile. Betrachtet man vergleichsweise eine Kühlanlage mit einem durch die Kühlelemente "durchblasendem" und eine solche mit einem "durchsaugendem" Ventilator so erkennt man - gleiche Kühlfläche der Kühlelemente und gleiche geförderte Kühlluftmassen sowie gleiche mittlere axiale Durchtrittsgeschwindigkeit der Luft durch die Ventilatorflügel in beiden Fällen vorausgesetzt - daß der blasende Ventilator kleiner sns^sbiliist vigrdsü if η «r» ai^c der saufende da ersterer kühle Luft mit geringem und letzterer erwärmte Luft mit hohem spezifischemThe arrangement of the cooling elements in the air flow after the fan is known and, compared to the arrangement in FIG different order certain advantages. If one compares a cooling system with a "blown" through the cooling elements and one with a "sucking through" fan so you can see - the same cooling surface of the cooling elements and the same conveyed cooling air masses as well as the same mean axial passage speed the air through the fan blades provided in both cases - that the blowing fan is smaller sns ^ sbiliist vigrdsü if η «r» ai ^ c the boozy there the former cool air with low and the latter heated air with high specific
Xf "I - - ■ ■ ^- *»■»- ι a. A»-Ä * Λ i. -a.t. Al Λ i* ι t 3 j 1 .Si. Ji Ji r Xf "I - - ■ ■ ^ - *» ■ »- ι a. A» -Ä * Λ i. -At Al Λ i * ι t 3 j 1 .Si. Ji Ji r
die kinetische Energie der Abluft aus der Kühlanlage mit blasendem Ventilator kleiner als in der anderen Kühlanlage. Dieser Energiebetrag geht als Strömungsverlust in die Energiebilanz der Kühlanlage ein. Das heißt, die Kühlanlage mit im Luftstrom dem Ventilator nachgeschalteten Kühlelementen hat einen kleineren Verlust an Strömungsenergie.the kinetic energy of the exhaust air from the cooling system with blowing Fan smaller than in the other cooling system. This amount of energy goes into the energy balance as flow loss the cooling system on. This means that the cooling system with cooling elements downstream of the fan in the air flow has a smaller one Loss of flow energy.
Die Erfindung geht von einer solchen Kühlanlage aus und hat zur Aufgabe, mit einfachen Mitteln eine Regelung der Temperatur der rückzukühlenden Flüssigkeit zu ermöglichen.The invention is based on such a cooling system and has to The task of allowing the temperature of the liquid to be recooled to be regulated with simple means.
Es ist allgemein bekannt, eine derartige Regelung entweder durch Regelung der Ventilatordrehzahl oder durch Regelung der Anstellung der Ventilatorflügel vorzunehmen oder gar durch eine Kombination dieser beiden Wege. Dies bedingt ein in der Drehzahl stufenlos regelbares Ubertragungs- oder Antriebselement im Kraftweg des Ventilatorantriebes bzw. einen Mechanismus zur Verstellung der Rotorflügel von einem ruhenden Punkt aus. In beiden Fällen ist eine konstruktiv aufwendige, teure und wartungsbedürftige Regelvorrichtung notwendig. Für kleinere in der Kühlanlage zu beherrschende Wärmemengen und für untergeordnete oder im Wartungsanspruch genügsame Kühlanlagen ist der bekannte Regelauf wand nicht zu vertreten. Um dennoch solche Kühlanlagen mit einer Regelmöglichkeit auszustatten, wird zur Lösung der Erfindungsaufgabe vorgeschlagen, die Kühlelemente so auszulegen, daß ihr Luftwiderstand beim Durchtritt der Kühlluft mit Betriebsgeschwindigkeit wenigstens etwa 50 mm WS beträgt und an der Luftführung zwischen Ventilator und Kühlelementen Klappen anzuordnen, die in geöffnetem Zustand einen Teil der Luft, bevor sie die Kühlelemente erreicht, vor diesen vorbeilassen.It is well known that such a control either by controlling the fan speed or by controlling the Make adjustment of the fan blades or even by a combination of these two ways. This depends on the speed Infinitely variable transmission or drive element in the power path the fan drive or a mechanism for adjusting the rotor blades from a stationary point. In both In some cases, a structurally complex, expensive and maintenance-requiring control device is necessary. For smaller ones in the cooling system heat quantities to be controlled and for subordinate or im Maintenance requirements frugal cooling systems are not responsible for the well-known standard effort. To still use such cooling systems to equip a control option, it is proposed to solve the problem of the invention to design the cooling elements so that their air resistance when the cooling air passes through at operating speed is at least about 50 mm water column and at the air duct to arrange flaps between the fan and cooling elements, which in the open state some of the air before they reach the cooling elements reached, pass in front of them.
Durch eine solche Anordnung und Ausbildung der Kühlanlage wird die Möglichkeit einer einfachen Auf-Zu-Regelung zur Regelung der Kühlmitteltemperatur geschaffen. Bei geschlossenen Klappen an der Luftführung wird der gesamte vom Ventilator geförderte Luftmassenstrom durch die Kühlelemente gefördert und eine dementsprechend große Wärmemenge der zu kühlenden Flüssigkeit entzogen. Bei geöffneten Klappen sinkt dsr Förderdruck des Ventilators is Rsüsa zwischen dem Ventilator und den Kühlelementen dadurch, daß ein beträchtlicher Anteil des Förderstromes aus diesem Raum ungehindert entweichen kann. Der verminderte Druck im Zuströmraum zu den Kühlelementen bzw. die verminderte Differenz zwischen dem Druck | auf der Zu- und dem auf der Abströmseite der Kühlelemente vermag nur noch zeitlich eine wesentlich geringere Kühlluftmasse zwischen dessen Lamellen durchfließen zu lassen als im vorgenannten Fall. Dementsprechend wird bei geöffneten Klappen nur eine sehr geringe Wärmemenge der zu kühlenden Flüssigkeit entzogen.Such an arrangement and design of the cooling system is created the possibility of a simple on-off control for regulating the coolant temperature. With the flaps closed on the The air flow is the entire air mass flow conveyed by the fan promoted by the cooling elements and a correspondingly large amount of heat withdrawn from the liquid to be cooled. When open Flaps decreases, the delivery pressure of the fan is Rsüsa between the fan and the cooling elements in that a considerable proportion of the flow from this space is unhindered can escape. The reduced pressure in the inflow space to the cooling elements or the reduced difference between the pressure | on the inflow and the outflow side of the cooling elements, only a significantly smaller amount of cooling air between them is possible to allow its lamellas to flow through than in the aforementioned case. Accordingly, when the flaps are open, there is only a very small amount Amount of heat withdrawn from the liquid to be cooled.
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Zur Regelung der Temperatur der rückzufühlenden Flüssigkeit des Kühlmittels - ist ein Temperaturfühler und ein Regelmechanismus vorgesehen, der bei Anstieg der Kühlmitteltemperatur über den Sollwert die Klappen ganz schließt und bei Abfall der Temperatur unter ihren Soliwert die Klappen ganz öffnet. Auf diese einfache Weise wird bei unterschiedlichem Wärmeanfall in dem Kreislauf der rückzukühlenden Flüssigkeit selbst bei unterschiedlicher Ventilatordrehzahl eine Konstanthaltung der Kühlmitteltemperatur innerhalb gewisser zulässiger Grenzen bewirkt. Bei hohem Wärmeanfall oder bei geringer Ventilatordrehzahl ist die Summe der Öffnungszeiten der Klappen klein, und bei geringem Wärme anfall sind die Klappen im zeitlichen Mittel lang geöffnet und nur kurzzeitig zwischendurch geschlossen.To regulate the temperature of the liquid to be returned Coolant - a temperature sensor and a control mechanism are provided which, if the coolant temperature rises above the The setpoint closes the flaps completely and when the temperature drops below their setpoint, the flaps open completely. On this simple one Way is with different heat accumulation in the circuit of the liquid to be recooled even with different Fan speed causes the coolant temperature to be kept constant within certain permissible limits. at If there is a high level of heat or if the fan speed is low, the sum of the opening times of the flaps is small, and if there is little heat In the event of an emergency, the flaps are open for a long time on average and only closed briefly in between.
Dieses Regelverfahren ist natürlich nicht das einzige, wenn auch das einfachste, das sich an der oben beschriebenen Kühlanlage verwirklichen läßt. Denkbar wäre eine Regelung bei der je nach Wärmeanfall bzw. Temperatur im Kühlmittelkreislauf cie Klappen mehr oder weniger weit oder bei mehreren Klappen eine mehr oder weniger große Anzahl von Klappen geöffnet werden.This control method is of course not the only one, albeit the simplest one, that is found in the cooling system described above can be realized. A regulation would be conceivable with the cie flaps depending on the amount of heat or temperature in the coolant circuit to a greater or lesser extent or, in the case of several flaps, a more or less large number of flaps are opened.
Anstelle der Klappen sind selbstverständlich auch Jalousien und insbesondere ist für eine Mehrzahl kleinerer sich nacheinander öffnender Klappen eine Jalousie mit sich nacheinander öffnenden Leisten als äquivalentes Mittel anzusehen.Instead of the flaps, there are of course also blinds and, in particular, for a large number of smaller ones, one after the other opening flaps to consider a blind with strips that open one after the other as an equivalent means.
In jedem Fall wird der Kühlluft ein sogenannter By-pass geöffnet, durch den der Förderdruck unter den Wert sinkt, der zur Aufrechterhaltung eines Kühlluftstromes mit voller Kühlleistung notwendig wäre.In any case, a so-called by-pass is opened to the cooling air, which causes the delivery pressure to drop below the value required to maintain it a cooling air flow with full cooling capacity would be necessary.
Die By-pass-Luft kann wieder vor die Saugseite des Ventilators geleitet werden. Dieser Anteil der Luft wird dann in einem kurzgeschalteten Luftkreislauf gefördert. Auf diese Weise wird die Antriebsleistung des Ventilators vermindert. Die By-pass-Luft kann jedoch auch zu anderen untergeordneten Belüf tungszwecken, beispielsweise zur Belüftung des Motorraumes benutzt und dorthin abgeleitet werden.The by-pass air can again be directed in front of the suction side of the fan. This portion of the air is then short-circuited in a Air circulation promoted. In this way, the drive power of the fan is reduced. The by-pass air can, however, also be used for other subordinate ventilation purposes, for example used to ventilate the engine compartment and there be derived.
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Die Regelanordnung ist für alle Kühlanlagen mit Gebläsekühlung geeignet. Ein Anwendungsfall ist z.B. die Rückkühlung des Kühlwassers dieselmotorgetriebener Schienenfahrzeuge. Hierbei ist die Anordnung der Forderrichtung des Ventilators unabhängig von der Richtung der Schwerkraft oder der Fahrtrichtung frei wählbar, d.h. die Anlage ist als Dach-, Stirn- oder Unterflur-Kühlanlage ausführbar, natürlich immer mit im Luftstrom des Ventilators nachgeschalteten KUhlelementen.The control arrangement is suitable for all cooling systems with fan cooling. One application is, for example, the recooling of the cooling water diesel engine-powered rail vehicles. Here, the arrangement of the forward direction of the fan is independent of the direction of gravity or the direction of travel can be freely selected, i.e. the system is available as a roof, front or underfloor cooling system feasible, of course always with downstream cooling elements in the air flow of the fan.
Ein weiterer Vorteil der gemäß der Erfindung ausgebildeten Kühlanlage ergibt sich ays dem hohen Luftwiderstand der Kühlsl^n^nfes von wenigstens 50 mm WS bei Betriebsgeschwindigkeit. Kühlelemente mit einem so hohen Luftwiderstand üben auf den Kühlstrom eine Gleichrichterwirkung aus, d.h. alle Zwischenräume zwischen den Lamellen der Kühlelemente werden, auch wenn sie ungünstig im Kühlluftstrom liegen, annähernd mit gleicher Luftgeschwindigkeit durchströmt. Dies schafft die Möglichkeitf^ie Kühlelemente, die in der Projektion in Richtung des Kühlluftstromes eine wesentlich größere Fläche aufweisen als der Ventilator, durch einen sehr kurzen Diffusor als Luftführung mit dem Ventilator verbunden werden können*Another advantage of the cooling system designed according to the invention arises from the high air resistance of the cooling l ^ n ^ nfes of at least 50 mm WS at operating speed. Cooling elements with such a high air resistance exert an effect on the cooling flow Rectifier effect, i.e. all gaps between the fins of the cooling elements are removed, even if they are unfavorable in the Cooling air flow lie, with approximately the same air speed flows through. This creates the possibility of cooling elements that in the projection in the direction of the cooling air flow an essential Have a larger area than the fan, connected to the fan by a very short diffuser as an air duct can be *
Die Kühlelemente können darüberhinaus sogar stark geneigt und/ oder seitlich verschoben zum Ventilator angeordnet werden. Diese Möglichkeit wird besonders im Schienenfahrzeugbau begrüßt, wo oft nur beschränkte Platzverhältnisse zur Unterbripoung der icü v>i an τ a g vorliegen.In addition, the cooling elements can even be arranged at a steep incline and / or laterally shifted relative to the fan. This possibility is particularly welcomed in rail vehicle construction, where there is often only limited space to accommodate the i cü v> i an τ ag.
Die Erfindung ist an Hand der Zeichnungen erläutert:The invention is explained with reference to the drawings:
Es zeigenShow it
Fig. 1 eine Kühlanlage mit im Luftstrom dem Ventilator nachgeschalteten Kühlelementen und einer kurzen den Luftstrom umschließenden Luftführung mit nach außen öffnenden Luftklappen gemäß der Erfindung und1 shows a cooling system with the fan connected downstream in the air flow Cooling elements and a short air duct that surrounds the air flow and opens outwards Air flaps according to the invention and
Fig. 2 eine gleiche Kühlanlage wie Fig. 1 jedoch mit zum Ventilator geneigt und seitlich verschoben angeordneten Kühlelementen und mit einer in den Luftstrom sich öffnenden Luftklappe, ferner zeigtFIG. 2 shows the same cooling system as FIG. 1, but with an inclined and laterally displaced arrangement in relation to the fan Cooling elements and with an air flap opening into the air flow, furthermore shows
Fig. J einen Teil der Kühlanlage nach Fig. 3 mit dem Unterschied, daß an Stelle der Luftklappe eine Jalousie angebracht ist.FIG. J shows a part of the cooling system according to FIG. 3 with the difference, that a blind is attached in place of the air flap.
In der folgenden Beschreibung sind gleiche Teile der verschiedenen Figuren mit den selben Bezugszeichen benannt.In the following description, like parts of the various Figures named with the same reference numerals.
Die Kühlanlage nach den Figuren weist einen Axialventilator mit Vorleitrad 1 und Laufrad 2 auf, welches über die in der Nabe des Vorleitrades gelagerten Welle 3 und die Keilriemenscheibe angetrieben wird. Das Ventilatorgehäuse 5 setzt sich fort in die den Luftstrom umschließende Luftführung 6 in der öffnung angebracht sind. Die öffnungen werden in der in Fig. 1 dargestellten Kühlanlage durch nach außen zu öffnende Klappen 8 abgedeckt, während in der Anlage gemäß Fig. 2 die entsprechende Klappe 9 sich in dem Luftstrom öffnen kann. Angeschlossen an die Luftführung sind Kühlelemente 10, denen durch die Leitungsanschlusse und 12 rückzukühlende Flüssigkeit zu- bzw. aus ihnen abgeführt wird. In ganz geöffnetem Zustand verdeckt die Klappe 9 einen Teil der Lamellen der Kühlelemente. In der Anlage nach Fig. 3 ist eine aus drei Leisten bestehende Jalousie IJ anstelle einer Klappe angeordnet.The cooling system according to the figures has an axial fan Flow guide wheel 1 and impeller 2, which via the shaft 3 mounted in the hub of the flow guide wheel and the V-belt pulley is driven. The fan housing 5 continues into the air duct 6 surrounding the air flow in the opening are attached. The openings are shown in FIG The cooling system is covered by flaps 8 that can be opened outwards, while in the system according to FIG. 2 the corresponding flap 9 can open in the airflow. Connected to the air duct are cooling elements 10, which are connected through the line connections and 12 liquid to be re-cooled is fed in or removed from them. In the fully open state, the flap 9 covers one Part of the fins of the cooling elements. In the system according to FIG. 3 there is a blind IJ consisting of three strips instead of one Flap arranged.
Bei geschlossenen Klappen 7 bzw. 8 strömt die ganze vom Ventilator geförderte Kühlluft in Richtung der vollausgezogenen Pfeile 14 und kühlt intensiv die durch die Lamellen der Kühlelemente fließende Flüssigkeit. Die nach auaen sich öffnenden Kxappen ö in F-Lg. 1, die in den Luftstrom sich öffnende Klappe 9 der Fig. 2 und die Jalousie IJ in Fig. J geben in geöffnetem Zustand (gestrichelt gezeichnet) einen großen Querschnitt für die Kühlluft frei. Dadurch sinkt der Druck in dem von der Luftführung 6 umschlossenen Raum 15 zwischen dem Ventilator und den Kühlelementen auf einen viel kleineren Wert und die verbleibende Druckdifferenz zwischen Zu- und Abströmseite der Kühlelemente reicht nur noch aus um eine ganz geringe Strömungsgeschwindigkeit der Kühlluft durch die Zwischenräume zwischen den Kühllamellen zu ermöglichen. Der übprwiegende Anteil der Kühlluftmassen geht den Weg des geringsten Widerstandes entlang der gestrichelten Pfeile 16 durch die öffnungen 7 ins Freie und nur ein sehr bescheidener Anteil der Kühlluft kühlt die Flüssigkeit.When the flaps 7 and 8 are closed, the whole flows from the fan conveyed cooling air in the direction of the fully extended arrows 14 and intensively cools the air flowing through the fins of the cooling elements Liquid. The outward opening caps ö in F-Lg. 1, the flap 9 of FIG. 2, which opens into the air flow, and the blind IJ in FIG drawn) free a large cross-section for the cooling air. As a result, the pressure in the area enclosed by the air duct 6 drops Space 15 between the fan and the cooling elements to a much smaller value and the remaining pressure difference between the inflow and outflow side of the cooling elements is only sufficient to allow a very low flow speed of the cooling air through the spaces between the cooling fins. The predominant part of the cooling air mass goes the way of the least Resistance along the dashed arrows 16 through the openings 7 into the open and only a very modest proportion of the Cooling air cools the liquid.
6605610.6605610.
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Die Luftführung 6 der Anlage gemäß Fig. 1 stellt einen sehr kurzen, stark gespreizten Diffusor dar. Sine solche ungewöhnliche Ausbildung einer Luftführung ist möglich durch den hohen Luftwiderstand, den die Kühlelemente 19 dem Kühlluftstrom bieten. Eine noch ungewöhnlichere aber dennoch mögliche Anordnung seitlich versetzt geneigt von Kühlelementen zum Ventilator zeigt die Fig« 2.The air duct 6 of the system according to FIG. 1 represents a very short, widely spread diffuser. Sine such unusual The formation of an air duct is possible due to the high air resistance that the cooling elements 19 offer to the cooling air flow. An even more unusual but possible arrangement of the cooling elements inclined laterally offset to the fan is shown in FIG Fig «2.
Diese Anordnung ist besonders z.B. im Lokomotivbau angebracht, wo man sich mit der Anordnung der Kühlelemente der Dachneigung anpassen möchte, um den Raum besser auszunutzen, die Lage des Ventilators jedoch wegen seines mechanischen Antriebs nicht beliebig wählbar ist.This arrangement is particularly appropriate, for example, in locomotive construction, where one is concerned with the arrangement of the cooling elements on the roof slope would like to adjust in order to make better use of the space, but not the position of the fan because of its mechanical drive can be selected at will.
Heidenheim (Brenz), den J5. Juli I967
Pö/HKnHeidenheim (Brenz), the J5. July 1967
Pö / HKn
Claims (8)
die Kühlelemente (10) teilweise abdecken.8. Cooling system according to claim J, characterized by such a design that the flaps (9) in the open state
partially cover the cooling elements (10).
Pö/HKnHe Ldfinne im (Brenz), the J>. July 1967
Pö / HKn
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19676605670 DE6605670U (en) | 1967-07-08 | 1967-07-08 | COOLING SYSTEM FOR COMBUSTION ENGINES |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19676605670 DE6605670U (en) | 1967-07-08 | 1967-07-08 | COOLING SYSTEM FOR COMBUSTION ENGINES |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE6605670U true DE6605670U (en) | 1970-07-09 |
Family
ID=6585942
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19676605670 Expired DE6605670U (en) | 1967-07-08 | 1967-07-08 | COOLING SYSTEM FOR COMBUSTION ENGINES |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE6605670U (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3200682A1 (en) * | 1982-01-13 | 1983-07-21 | Klöckner-Humboldt-Deutz AG, 5000 Köln | Liquid-cooled internal combustion engine with supercharging |
| DE3204790A1 (en) * | 1982-02-11 | 1983-09-29 | Daimler-Benz Ag, 7000 Stuttgart | COOLING DEVICE, IN PARTICULAR FOR A LIQUID-COOLED INTERNAL COMBUSTION ENGINE |
-
1967
- 1967-07-08 DE DE19676605670 patent/DE6605670U/en not_active Expired
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3200682A1 (en) * | 1982-01-13 | 1983-07-21 | Klöckner-Humboldt-Deutz AG, 5000 Köln | Liquid-cooled internal combustion engine with supercharging |
| DE3204790A1 (en) * | 1982-02-11 | 1983-09-29 | Daimler-Benz Ag, 7000 Stuttgart | COOLING DEVICE, IN PARTICULAR FOR A LIQUID-COOLED INTERNAL COMBUSTION ENGINE |
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