DE69410741T2 - Luftströmungs-Ejektor für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

Luftströmungs-Ejektor für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number
DE69410741T2
DE69410741T2 DE69410741T DE69410741T DE69410741T2 DE 69410741 T2 DE69410741 T2 DE 69410741T2 DE 69410741 T DE69410741 T DE 69410741T DE 69410741 T DE69410741 T DE 69410741T DE 69410741 T2 DE69410741 T2 DE 69410741T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
engine
vehicle
heat exchanger
fan
air
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE69410741T
Other languages
English (en)
Other versions
DE69410741D1 (de
Inventor
Thomas Paul Brighton Michigan 48116 Gielda
Christopher Mark Birmingham Michigan 48009 Greiner
Donald Arthur Northville Michigan 48167 Willoughby
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ford Motor Co
Original Assignee
Ford Motor Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ford Motor Co filed Critical Ford Motor Co
Publication of DE69410741D1 publication Critical patent/DE69410741D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE69410741T2 publication Critical patent/DE69410741T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P5/00Pumping cooling-air or liquid coolants
    • F01P5/02Pumping cooling-air; Arrangements of cooling-air pumps, e.g. fans or blowers
    • F01P5/06Guiding or ducting air to, or from, ducted fans
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT 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
    • B60K11/00Arrangement in connection with cooling of propulsion units
    • B60K11/02Arrangement in connection with cooling of propulsion units with liquid cooling
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT 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
    • B60K11/00Arrangement in connection with cooling of propulsion units
    • B60K11/08Air inlets for cooling; Shutters or blinds therefor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P11/00Component parts, details, or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F01P1/00 - F01P9/00
    • F01P11/10Guiding or ducting cooling-air, to, or from, liquid-to-air heat exchangers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Cooling, Air Intake And Gas Exhaust, And Fuel Tank Arrangements In Propulsion Units (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Kühlanlage zur Kühlung eines Motors in einem Kraftfahrzeug. Insbesondere bezieht sich de vorliegende Erfindung auf eine Zwangsableitung für den Einsatz in einer Kraftfahrzeug-Kühlanlage, welche die Luftrückführung in das Kühlluftgebläse der Kühlanlage wesentlich reduziert.
  • Die meisten heute im Einsatz befindlichen Fahrzeuge werden durch Brennkraftmaschinen angetrieben, und solche Maschinen entwikkeln beim Betrieb bekanntermaßen Wärme. Die meisten dieser Brennkraftmaschinen sind von der flüssigkeitsgekühlten Bauart, welche eine Kreislaufströmung eines Kühlmittels durch den Motor zur Abführung der Wärme verwendet. Die richtige Betriebstemperatur des Motors wird dadurch eingehalten, daß das so erwärmte, aus dem Motor kommende Kühlmittel anschließend unter Druck durch ein Wärmetauschersystem geleitet wird, und dann das Kühlmittel im Kreislauf wieder zurück in den Motor geleitet wird. Im allgemeinen umfaßt das verwendete Wärmetauschersystem einen Wärmetauscher bzw. eine Einheit aus Kühler und Kondensator, durch welchen das erwärmte, vom Motor kommende Kühlmittel fließt. Gleichzeitig saugt ein zwischen dem Kühler und dem Motor angeordneter Lüfter bzw. sog. Ventilator Umgebungsluft durch den Kühler, welche dann die Wärme des erwärmten Kühlmittels absorbiert und sie in die Atmosphäre abführt. In den meisten Kraftfahrzeug-Einsatzfällen wird der von dem Ventilator erzeugte Luftstrom über den Motor nach hinten abgeführt, nachdem er durch den Kühler geströmt ist. Die Abluft aus dem Ventilator trifft auf den Motorblock des Fahrzeugmotors auf und wird dann um ca. 90º nach unten abgelenkt. Diese warme Abluft trifft dann auf dem Boden auf, und ein Teil der Ventilatorabluft wird in den Vorderwagen des Fahrzeuges zurückgeworfen, wo der Warmluftstrom zum größten Teil dann wieder in den vorderen Luftstrom einbezogen wird. Durch diese Rückführung ergibt sich eine erhöhte Temperatur am Lufteingang für die Motorkühlung, und damit ein erhöhter Druck in der Klimaanlage. Dieses Problem ist dann besonders akut, wenn das Fahrzeug in warmen Gegenden im Leerlauf läuft.
  • Diverse Vorrichtungen sind bereits vorgeschlagen worden, die Rückführung warmer Luft in den vorderen Ansaugbereich des Fahrzeuges zu reduzieren bzw. ganz auszuschalten. So offenbart z.B. die US-Patentschrift Nr. 4 173 995 eine Rückführungssperre für ein Wärmeübertragungssystem für ein Kraftfahrzeug. Diese Patentschrift lehrt die Vermeidung von Luftrückführung im Bereich der Ventilatorverkleidung und -Nabe des Fahrzeuges dadurch, daß die Ventilatorverkleidung entsprechend geformt wird, und daß ein Abweisblech installiert wird, welches den Luftstrom von einer axialen in eine radiale Richtung ablenkt, so daß die Luftstrom-Rückführungsmenge im Bereich der Verkleidung des Ventilatqrs reduziert wird. Durch Verringerung der Rückführung in die Ventilatorverkleidung kann der Ventilator wirksamer betrieben werden, und es wird mehr Kühlluft durch den Ventilator/Kühler gesogen. Diese Anlage offenbart jedoch nicht den Einsatz einer Zwangsableitung zur Verminderung der Rückführungsmenge an warmer Luft in den Ventilator-Ansaugbereich.
  • DE-A-4 243 593 offenbart eine Kühlanlage für ein Kraftfahrzeug, welche einen in einem Motorraum des Fahrzeuges angeordneten Wärmetauscher beinhaltet. Ein Luftleitblech leitet den Luftstrom durch einen drehbaren Axialstromventilator, und es ist eine Zwangsableitung bzw. sog. Ejektor vorgesehen, die/der Luft unterhalb der Wärmetauschereinheit absaugt, um so zu verhindern, daß erwärmte Luft in den Wärmetauscher zurückgeführt wird.
  • FR-A-2 442 154 offenbart eine Kühlanlage für ein Kraftfahrzeug mit einem Wärmetauscher und einem drehbaren Axialventilator. Eine Zwangsableitung ist vorgesehen, um Luft unterhalb des Wärmetauschers abzusaugen, so daß die Rückführung erwärmter Luft in den Wärmetauscher verhindert wird.
  • Zwangsableitvorrichtungen bzw. sog. Saugstrahlvorrichtungen werden in der Luftfahrtindustrie eingesetzt, um den Triebwerkschub durch verstärkte Mischung von Primär- und Nebenluftstrom zu erhöhen.
  • Ein Ziel der Erfindung ist es, den Druck in der Klimaanlage im Leerlaufzustand zu senken, indem die Motorkühlluft-Rückführung verringert wird, ohne daß dadurch die Kühlleistung des Motors beeinträchtigt wird.
  • Nach der vorliegenden Erfindung wird nun eine Kühlanlage zur Kühlung eines Motors in einem Kraftfahrzeug vorgeschlagen, welche folgendes aufweist:
  • eine in einem Motorraum des Fahrzeuges angeordnete und darin durch Halterungsteile gesicherte Wärmetauschereinheit;
  • einen drehbaren Axialstromventilator mit mehreren in Umfangsrichtung von einander beabstandeten Ventilatorschaufeln, die sich von einer Nabe aus radial erstrecken und in unmittelbarer Nähe der besagten Wärmetauschereinheit angeordnet sind;
  • ein Verkleidungsteil, welches besagten Ventilator und besagte Wärmetauschereinheit wenigstens teilweise umgibt, wobei besagtes Verkleidungsteil derart wirkt, daß es den Luftstrom von besagtem Ventilator durch besagte Wärmetauschereinheit und in besagten Motorraum leitet, wobei besagtes Verkleidungsteil in einem vorgegebenen Abstand von besagtem Motor angeordnet ist, um so einen Referenzquerschnitt von vorgegebener Größe zwischen diesen beiden zu bilden; und
  • Zwangsableit- bzw. Ejektormittel, welche zwischen besagter Wärmetauschereinheit und besagtem Motor angeordnet sind, zum Absaugen von Umgebungsluft unter besagter Einheit und zum Abpumpen besagter Luft zum Motor hin, und zur Verhinderung einer Luftrückführung der aus besagter Verkleiä,ung austretenden Luft zurück zu dem besagten Ventilator hin, während das Fahrzeug steht,
  • dadurch gekennzeichnet, daß besagte Ejektormittel einen Wandteil mit Längs- und Horizontalachsen und mit einem Abschnitt aufweisen, der um einen vorgegebenen Winkel von weniger als 35 Grad in bezug auf die Ebene derjenigen Oberfläche geneigt ist, auf welcher das Fahrzeug steht, wobei besagter Wandteil außerdem einen zweiten Abschnitt aufweist, der mit besagtem Fahrzeug in unmittelbarer Nähe der Wärmetauschereinheit verbunden ist, wobei besagte Ejektormittel außerdem ein Austrittsende aufweisen, das in der Nähe des besagten Fahrzeugmotors liegt und einen Austrittsqüerschnitt von vorgegebener Größe zwischen besagtem Auslaß und besagtem Motor bildet, so daß das Verhältnis von besagtem Austrittsquerschnitt zu besagtem Referenzquerschnitt größer als 0,50 ist.
  • Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, daß sie eine einfache passive Vorrichtung zur Umlenkung des Luftstromes unter der Motorhaube zum rückwärtigen Ende des Fahrzeuges hin schafft, indem sie freiströmende Luft vom Frontbereich des Fahrzeuges absaugt und in den Unterbodenbereich ablenkt, besonders wenn das Fahrzeug im Leerlauf steht. Dadurch reduziert das Zwangsableitsystem nach der vorliegenden Erfindung die Leistungsanforderungen des Fahrzeuges, indem es den Zeitraum verringert, in dem das Fahrzeug mit hoher Ventilatordrehzahl betrieben werden muß.
  • Die Erfindung wird nachstehend näher beschrieben, unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen; dabei zeigt:
  • Figur 1: eine schematische Zeichnung, welche die Luftströmwege durch den Motorraum in einem Kraftfahrzeug nach dem bisherigen Stand der Technik darstellt, wenn sich das Fahrzeug in einer Leerlaufsituation befindet;
  • Figur 2: eine schematische Zeichnung, welche den Luftströmungsweg durch einen Kraftfahrzeüg-Motorraum mit einer den Grundsätzen der vorliegenden Erfindung entsprechend gestalteten Zwangsableit- bzw. Ejektorvorrichtung darstellt;
  • Figur 3: eine perspektivische Darstellung einer nach den Grundsätzen der vorliegenden Erfindung gestalteten Ejektorvorrichtung;
  • Figur 3A: eine vergrößerte Ansicht des eingekreisten Abschnittes der Figur 3;
  • Figur 4: eine perspektivische Darstellung des Austrittsendes einer Ausführungsform einer Ejektorvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • Figur 5A: einen Graphen des Druckes in der Klimaanlage über der Zeit, welcher im Vergleich ein Ableitblech nach dem bisherigen Stand der Technik und eine Ejektorvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • Figur 5B: einen Graphen der Einlaßtemperatur über der Zeit, welcher im Vergleich ein Abweisblech nach dem bisherigen Stand der Technik und eine Ejektorvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • Figur 6: einen Graphen, welcher die Wirkung des Anstellwinkels der Ejektorvorrichtung äuf die Einlaßtemperatur für ein Fahrzeug veranschaulicht;
  • Figur 7: einen Graphen, welcher die Wirkung des Austrittsquerschnittsverhältnisses der Ejektorvorrichtung auf die Einlaßtemperatur für ein gegebenes Fahrzeug veranschaulicht.
  • Nimmt man nun Bezug auf die Zeichnungen, in welchen gleiche Bezugszeichen gleichartige Elemente in allen unterschiedlichen Ansichten bezeichnen, so zeigt dort die Figur 1 einen typischen herkömmlichen Motorraum eines Kraftfahrzeuges. Der Motorraum 10 enthält einen Kraftfahrzeugmotor 12, welcher darin mittels Motorlagern 14 gehaltert ist, die wiederum an einem Teil des Fahrzeugrahmens angebracht sind. Das Fahrzeug beinhaltet außerdem eine Wärmetauschereinheit, wie z.B. einen Kühler 16, welcher über obere Halterungen 18 und untere Halterungen 20 im Innern des Motorraumes 10 montiert ist. Ein drehbarer Axialstromventilator 22 ist in unmittelbarer Nähe des Kühlers 16 angebracht. Wie in der Technik bekannt ist, weist der Lüfter bzw. sog. Ventilator 22 mehrere, in Umfangsrichtung von einander beabstandete Lüfterschaufeln 23 auf, die sich radial von einer Nabe aus erstrecken. Wie in der Technik bekannt, fließt Wasser oder ein Motorkühlmittel zwischen dem Kühler 16 und dem Motor 12 durch zwei Flüssigkeitsleitungen, wie z.B. (nicht dargestellte) Schläuche. Der im typischen Falle über eine herkömmliche Glocken- und Riemenscheibenkombination angetriebene Ventilator 22 saugt Umgebungsluft durch den Kühler 16, um so die Kühlung der zwischen dem Kühler und dem Motor umgewälzten Kühlflüssigkeit zu gewährleisten. Ein Ventilatorverkleidungsteil 24 umgibt den Ventilator 22 und leitet den Luftstrom durch den Kühler 16 zum Motor 12.
  • Figur 1 zeigt weiterhin den Luftstrom durch den Motorraum in einem herkömmlichen Kühlsystem. Wie hier dargestellt ist, wird von dem Ventilator 22 Umgebungsluft 26 durch den Kühler 16 angesaugt und von der Ventilatorverkleidung 24 dem Motor 12 zugeführt. Beim Austritt aus der Verkleidung trifft der Luftstrom 28 auf den Motor 12 auf und wird dann um 90º nach unten abgelenkt, wo er auf die Oberfläche auftrifft, auf welcher das Fahrzeug steht. Zu diesem Zeitpunkt wird ein Teil des Luftstromes in Heckrichtung des Fahrzeuges abgeführt (wie dies durch die Bezugszahl 30 angedeutet ist). Ein Teil dieses Luftstromes jedoch wird zum Frontende des Fahrzeuges abgelenkt (wie dies bei 32 angedeutet ist, und wird schließlich in die Umgebungsluft 26 wieder zurückgeführt, die in den Fahrzeugkühler 16 eintritt. Das Ansaugen von Luft mit einer derart erhöhten Temperatur läßt die Temperatur am Wärmetauschereinlaß ansteigen, woraus sich dann ein Anstieg des Kompressordruckes der Klimaanlage ergibt. Steigt der Kompressordruck über einen vorgegebenen Schwellenwert an, fällt der Kompressor aus, insbesondere wenn das Fahrzeug im Leerlauf läuft. Wie oben beschrieben ist dies ein ganz besonderes Problem in heißen Gegenden eines Landes.
  • Figur 2 zeigt eine schematische Seitenansicht eines Motorraumes ähnlich Figur 1, jedoch mit einer Saugstrahl- oder sog. Ejektorvorrichtung 36 nach der vorliegenden Erfindung ausgestattet. Wie diese Figur zeigt, strömt die eintretende Umgebungsluft 26 durch den Kühler 16 und die Ventilatorverkleidung 24, und tritt bei 28 aus der Ventilatorverkleidurig aus. Die austretende Luft 28 trifft wie zuvor auf den Fahrzeugmotor 12 auf und wird um 90 nach unten abgelenkt. Durch die besondere Anordnung und die Funktion der Ejektorvorrichtung 36 jedoch wird im wesentlichen- die gesamte austretende Luft 28 lum Fahrzeugheck abgeleitet, wie dies bei 30 dargestellt ist. Dies rührt daher, daß die Ejektorvorrichtung 36 Umge bungsluft unter der Kühlereinheit 16 absaugt und diese Umgebungsluft 37 zum Motor 12 des Fahrzeuges ablenkt. Dadurch, daß die Luft 37 unter der Kühlereinheit 16 abgesaugt wird, verhindert die Ejektorvorrichtung 36 die Rückführung der aus dem Verkleidungsteil 24 austretenden Luft 28 zum Fahrzeug-Ventilator, wenn das Fahrzeug steht. Keine der anderen typischen Rückführungsblenden nach dem bisherigen Stand der Technik wie oben beschrieben bewirkt, daß die Umgebungsluft 37 unter der Kühlereinheit 16 abfließt, und diese Luft zum Heckende des Fahrzeuges abgepumpt wird, während das Fahrzeug steht. Dadurch wird die Luftrückführung ganz erheblich redu ziert, so daß auch die Einlaßtemperatur der Wärmetauschereinheit sinkt und der Druck in der Klimaanlage reduziert wird, wie nachstehend noch näher erläutert wird.
  • Figur 3 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Ejektorvorrichtung 36 nach der vorliegenden Erfindung. Die Ejektorvorrichtung 36 beinhaltet eine Materialwand 38, wobei diese Wand einen ersten Abschnitt 40 und einen zweiten Abschnitt 42 aufweist. Wie aus Figur 2 besser ersichtlich ist, ist der erste Abschnitt 40 der Wand um einen vorgegebenen Winkel (θ) in bezug auf die Ebene derjenigen Oberfläche geneigt, auf welcher das Fahrzeug steht. Theta (θ) ist normalerweise kleiner als 35º und liegt in der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zwischen 10 und 25º. Dieser Winkel Theta (θ) ist ein wichtiges Merkmal der vorliegenden Erfindung, da, wenn Theta (θ) zu groß ist, die aus der Verkleidung austretende Luft 28 zum Kühler zurückgeführt werden kann und so die Einlaßtemperatur dort anheben kann. Dies soll später noch näher erläutert und dargestellt werden.
  • In der bevorzugten Ausführungsform beinhaltet der erste Abschnitt 40 mehrere Leitschaufelglieder 43, die gleichmäßig von einander beabstandet an der hinteren Kante 46 angeordnet sind. Die Anzahl der Leitschaufelglieder 43 variiert je nach Anwendungsfall und den zu erzielenden Eigenschaften. Jedes Leitschaufelglied 43 ist allgemein dreieckig ausgebildet, allerdings kann jedes Leitschaufelglied auch eine andere geeignete Form aufweisen. Die Leitschaufelglieder 43 erhöhen die Intensität des Unterboden-Strömungsleitfeldes (37 in Figur 2) und verringern den Luftwiderstand der Ejektorvorrichtung 36. Wie aus Figur 3A ersichtlich ist, hat jedes Leitschaufelglied 43 ein optimiertes Höhen-Längen-Verhältnis (x/y), welches in der bevorzugten Ausführungsform 0, 5 beträgt. Dieses Verhältnis kann sich jedoch in einem Bereich von 0,45 bis 0,60 bewegen. Dadurch wird die Mischung im Unterboden-Luftstrom und die Motorkühlung verstärkt.
  • Das Austrittsende 44 des ersten Abschnittes 40 der Wand 38 bildet dort eine hintere Kante 46. Die Stärke der hinteren Kante 46 sollte so gering wie möglich sein, um die Mischung in den Wirbeln der dort austretenden Luft zu fördern. Figur 4 zeigt eine alternative Ausführungsform, in welcher das hintere Ende einen gewellten Querschnitt 52 aufweist, mit mehreren Wellenbergen 54 und Tälern 56. Diese Berge und Täler erzeugen weitere Wirbel und eine größere Vermischung der Luft, um so eine die Umgebungsluft 37 unter der Kühlereinheit 16 stärker mitreißende Strömung zu bewirken. Das hintere Ende der Ejektorvorrichtung muß sich bis unter das unterste Strukturteil in einem Bereich in der Nähe des abwärtigen Stromes erstrecken, z. B. nahe des Motorlagers 14. Liegt das hintere Ende über diesem Lager, wird die Austrittswirkung aus der Ejektorvorrichtung vermindert, woraus sich eine verstärkte Luftstrom-Rückführung ergibt.
  • Der zweite Teil 42 der Wänd 38 der Ejektorvorrichtung 36 enthält zwei im wesentlichen vertikale Wände 48, die jeweils an den Längsenden desselben angeordnet Bind. Die Wände beinhalten mehrere Öffnungen 50, welche eine Befestigung aufnehmen, über welche die Ejektorvorrichtung mit der unteren Kühlerhalterung 20 verbunden wird. Alternativ dazu kann die Ejektorvorrichtung 36 auch an einem beliebigen Rahmenteil oder einem Teil im Motorraum des Fahrzeuges befestigt werden.
  • Nimmt man nun nochmal Bezug auf Figur 2, so ist dort ein anderes wichtiges Maß der vorliegenden Erfindung dargestellt, nämlich das Verhältnis von Austrittsquerschnitt aus der Ejektorvorrichtung zur Querschnittsfläche zwischen dem Ventilatorgehäuse 24 und dem Fahrzeugmotor 12. Die Ventilatorverkleidung 24 ist in einem vorgegebenen Abstand von Motor 12 angeordnet, und dieser Abstand kann in eine Querschnittsfläche umgerechnet werden, die in Figur 2 mit Aref bezeichnet wird. Das Austrittsende 44 der Ejektorvorrichtung 36 ist in einem vorgegebenen Abstand vom Fahrzeugmotor 12 bzw. von dem Motorlager 14 angeordnet, der in Figur 2 mit Aexit bezeichnet ist. Das Verhältnis von diesem Austrittsquerschnitt zum Referenzquerschnitt Aexit/Aref ist wichtig bei der Bestimmung der Konstruktion und der Anordnung der Ejektorvorrichtung 36 zur Optimierung der Reduzierung der Luftstrom-Rückführung. So ist z. B. ermittelt worden, daß das Verhältnis von Austrittsquerschnitt zu Referenzquerschnitt größer als 0,5 sein sollte, um den größten Nutzen aus der Ejektorvorrichtung 36 zu ziehen, wie später noch mit Bezug auffolgende Figur 7 gezeigt werden soll.
  • Figur 5A und 5B zeigen jeweils einen Vergleich zwischen der Ejektorvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung und einem typischen Ableitblech nach dem bisherigen Stand der Technik, und zwar jeweils den Druck in der Klimaanlage und die Einlaßtemperatur am Wärmetauscher über der Zeit, für ein gegebenes Fahrzeug. Figur 5A zeigt, daß, wenn eine erfindungsgemäße Ejektorvorriöhtung verwendet wird, der Druck in der Klimaanlage wesentlich verringert wird, nachdem das Fahrzeug 30 Minuten lang im Leerlauf betrieben wurde. Eine Differenz von ca. 40 psi besteht nach einem 30-minütigen Leerlaufzustand, was eine erhebliche Reduzierung des Ausgangsdruckes der Klimaanlage darstellt. Figur 5B zeigt, daß die Einlaßtemperatur am Wärmetauscher (versuchsgemäß ein Kondensator) eine Senkung der Temperatur um etwa 10º (F) nach einem 30 Minuten langen Test ergibt, wenn das Fahrzeug im Leerlauf läuft (es sei angemerkt, daß die Daten für das Abweisblech bei t=13 beginnen; für den Zeitraum vor 13 Minuten waren keine Daten verfügbar). Diese wesentliche Verringerung der Lufteinlaßtemperatur hat die in Figur 5A dargestellte unmittelbare Wirkung auf den Druck in der Klimaanlage und führt außerdem zu einer erhöhten Lebensdauer der Bestandteile innerhalb der Klimaanlage.
  • Figur 6 zeigt einen Graphen der Einlaßtemperatur gegenüber dem Anstellwinkel (Theta) der Ejektorvorrichtung, der zwischen dem Austrittsende 44 der Ejektorvorrichtung 36 und der Ebene gebildet wird, auf welcher das Fahrzeug ruht, und zwar für verschiedene Verhältnisse von Austrittsquerschnitt zu Referenzquerschnitt. Wie aus Figur 6 ersichtlich, bleiben die Werte bis zu einem Austrittswinkel von etwa 35º im wesentlichen konstant. Ab diesem Punkt steigen die Temperaturen rasch an, womit sie anzeigen, daß die Luftrückführung zurück zum Wärmetauscher des Fahrzeuges allmählich zunimmt. Deshalb wäre es vorteilhaft, einen Anstellwinkel von weniger als 35º für die Ejektorvorrichtung vorzusehen, um so den Anstieg der Einlaßtemperatur in den Wärmetauscher der Kühlanlage zu minimieren.
  • Wie bereits erläutert, ist das Verhältnis von Ausgangsquerschnitt Aexit zu Referenzquerschnitt Aref ebenfalls von Wichtigkeit für die Funktion der vorliegenden Erfindung. Figur 7 zeigt einen Graphen der Änderung der Kühlwasser-Eingangstemperatur gegenüber dem Austrittsquerschnittsverhältnis (Aexit/Aref) für eine spezifische Anwendung in einem Fahrzeug. Wie hier dargestellt, sinkt die Kühlwasser-Einlaßtemperatur ganz deutlich bei einem Verhältnis von ungefähr 0,50, und fällt weiter ab, bis sie sich bei einem Verhältnis von ungefähr 1.0 stabilisiert. Deshalb ist zur Optimierung der Verringerung der Luftstrom-Rückführung und zum Abbau der Einlaßtem peraturänderung ein Ausgangsquerschnittsverhältnis von mehr als 0,50 vorzuziehen. Andererseits erlauben die Einbauraumverhältnisse in Baugruppen selten ein Ausgangsquerschnittsverhältnis von mehr als 1,0. Ist der Ausgangsquerschnitt zu klein, erhöht die Ejektorvorrichtung den statischen Druck im Motorraum, mit entsprechend größeren Verlusten und Rückführung des Luftstromes. Warme Motorluft wird dann über die seitliche Abströmung um die Halterung für den Kondensator oder den Kühler nach vorne in den Eintrittsluftstrom in den Kondensator gedrückt.
  • Durch den Einsatz des passiven Ejektorsystems nach der vorliegenden Erfindung wird die Luftrückführungsmenge in das Fahrzeug erheblich reduziert. Das Ejektorsystem senkt die Leistungsaufnahme des Ventilators im Fahrzeug, indem es die Temperatur unter der Motorhaube bzw. die Unterbodentemperatur des Fahrzeuges verringert, insbesondere in Leerlaufbedingungen und bei lastfreiem Fahren. Dieser Typ von Ejektorsystem verringert außerdem die Rückenwind- Empfindlichkeit des Fahrzeuges, wenn sich das Fahrzeug im Leerlauf befindet, und bringt somit großen Nutzen für den Betrieb des Fahrzeuges.
  • Diverse weitere Änderungen und Umgestaltungen der vorhe genden Erfindung dürften für den Fachmann erkennbar sein. So können die Ejektorvorrichtungen aus einem synthetischen Polymerwerkstoff hergestellt sein, wie z.B. ABS, Nylon oder einem beliebigen anderen Werkstoff, mit welchem dieselben vorteilhaften Eigenschaften erzielt werden können. Die Form der Ejektorvorrichtungen kann viele beliebige Formen annehmen, je nach dem verfügbaren Einbauraum und der Gestaltung des Fahrzeuges, urid die vorliegende Erfindung darf nicht als auf eine bestimmte Form begrenzt angesehen werden.

Claims (7)

1. Kuhlsystem zur Kühlung eines Motors in einem Kraftfahrzeug, folgendes aufweisend:
eine in einem Motorraum (10) des Fahrzeuges angeordnete und dort mittels Halterungsmitteln (18, 20) befestigte Wärmetauscher einheit (16);
einen drehbaren Axialstromventilator mit mehreren in Umfangsrichtung von einander beabstandeten Ventilatorschaufeln (23), welche sich radial von einer Nabe aus erstrecken und in unmittelbarer Nähe der besagten Wärmetauschereinheit (16) angeordnet sind;
einem Verkleidungsteil (24), welches besagten Ventilator (22) und besagte Wärmetauschereinheit (16) wenigstens teilweise umgibt, wobei besagtes Verkleidungsteil (24) derart- wirksam ist, daß es den Luftstrom von besagtem Ventilator durch besagte Wärmetauschereinheit (16) und in besagten Motorraum (10) hinein lenkt, wobei besagtes Verkleidungsteil (24) in einem vorgegebenen Abstand von besagtem Motor (12) angeordnet ist, so daß es eine Referenzquerschnittsfläche von vorgegebener Größe zwischen diesen bildet; und
Ejektormittel (36), welche zwischen besagter Wärmetauschereinheit (16) und besagtem Motor (12) angeordnet sind, so daß sie Umgebungsluft unter besagter Einheit (16) absaugen und besagte Luft zu besagtem Motor (12) hin abpumpen, und zur Verhinderung einer Rückführung der aus besagtem Verkleidungsteil (24) austretenden Luft zurück in besagten Ventilator (22), wenn das Fahrzeug steht;
dadurch gekennzeichnet, daß
besagte Ejektormittel (36) eine Wand (38) aufweisen, mit Längsachsen und Horizontalachsen und mit einem Abschnitt (40), welcher um einen vorgegebenen Winkel von weniger als 35 Grad zu der Ebene derjenigen Oberfläche geneigt ist, auf welcher das besagte Fahrzeug steht, wobei besagte Wand außerdem einen zweiten Abschnitt (42) aufweist, der in unmittelbarer Nähe der besagten Wärmetauschereinheit (16) mit besagtem Fahrzeug verbunden ist, wobei besagte Ejektormittel außerdem ein Austrittsende (44) in der Nähe des besagten Fahrzeugmotors (12) aufweisen und damit einen Austrittsquerschnitt vorgegebener Größe zwischen besagtem Austrittsende (44) und besagtem Motor bilden, so daß das Verhältnis von besagtem Austrittsquerschnitt zu besagtem Referenzquerschnitt größer als 0,50 ist.
2. Kühlsystem nach Anspruch 1, worin besagter zweiter Abschnitt (42) der besagten Wand (38) mehrere allgemein vertikale, an den Längskanten der besagten-Wand (38) angeordnete Wandteile (48) aufweist, wobei besagte Wände (48) derart wirken, daß sie besagte Ejektormittel (36) an besagter Wärmetauschereinheit (16) befestigen.
3. Kühlsystem nach Anspruch 1, in welchem der erste Abschnitt (40) der besagten Wand (38) eine in der Nähe des Fahrzeugmotors (12) liegende hintere Kante (46) aufweist, wobei besagte hintere Kante (46) eine vorgegebene Stärke aufweist.
4. Kühlsystem nach Anspruch 1, in welchem der erste Abschnitt (40) der besagten Wand (38) eine in der Nähe des Fahrzeugmotors (12) liegende hintere Kante (46) aufweist, wobei besagte hintere Kante (46) entlang einer im wesentlichen horizontalen Achse derselben einen wellenförmigen Querschnitt (52) aufweist.
5. Kühlsystem nach Anspruch 1, in welchem besagte Wand (38) aus einem synthetischen Polymerwerkstoff hergestellt ist.
6. Kühlsystem nach Anspruch 1, in welchem besagte Ejektormittel außerdem mehrere darauf artgebrachte Leitschaufelglieder (43) aufweisen, wobei besagte Leitschaufelglieder (43) derart wirken, daß sie die Intensität des besagten Unterboden-Luftstrom-Leitfeldes erhöhen.
7. Kühlsystem nach Anspruch 6, in welchem die Leitschaufelglieder (43) ein Verhältnis von Höhe zulänge zwischen 0,45 und 0,60 aufweisen.
DE69410741T 1993-10-22 1994-10-06 Luftströmungs-Ejektor für ein Kraftfahrzeug Expired - Fee Related DE69410741T2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/139,681 US5526872A (en) 1993-10-22 1993-10-22 Airflow ejector for an automotive vehicle

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE69410741D1 DE69410741D1 (de) 1998-07-09
DE69410741T2 true DE69410741T2 (de) 1998-12-03

Family

ID=22487821

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE69410741T Expired - Fee Related DE69410741T2 (de) 1993-10-22 1994-10-06 Luftströmungs-Ejektor für ein Kraftfahrzeug

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5526872A (de)
EP (1) EP0649978B1 (de)
JP (1) JPH07166865A (de)
DE (1) DE69410741T2 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011121624A1 (de) 2011-12-20 2013-06-20 Man Truck & Bus Ag Nachleitapparat nach Lüftereinrichtung für ein Kraftfahrzeug

Families Citing this family (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5626185A (en) * 1994-07-05 1997-05-06 Ford Motor Company Airflow ejector system for an automotive vehicle with wheel-well ejectors
JPH08268088A (ja) * 1995-03-31 1996-10-15 Hitachi Constr Mach Co Ltd 建設機械の冷却構造
DE19645091A1 (de) * 1996-11-01 1998-05-07 Behr Gmbh & Co Wärmeübertrageranordnung für ein Kraftfahrzeug
US5724925A (en) * 1996-12-30 1998-03-10 Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd. Wind directing device for automotive engine cooling fan
JPH10264857A (ja) * 1997-03-26 1998-10-06 Aisin Seiki Co Ltd 車両フロントエンドモジュール構造
US6155335A (en) * 1999-04-26 2000-12-05 Delphi Technologies, Inc. Vehicle fan shroud and component cooling module
US6203287B1 (en) * 1999-08-31 2001-03-20 Ingersoll-Rand Company Fluid compressor with airflow manifold that includes means for discharging particulated matter from the compressor and method
US6431299B1 (en) * 2000-04-05 2002-08-13 Clark Equipment Company Cooling air ducting for excavator
DE10030355A1 (de) * 2000-06-21 2002-01-03 Modine Mfg Co Kühleinrichtung für Brennkraftmaschinen
DE10048531C1 (de) * 2000-09-30 2002-04-25 Porsche Ag Kühlluftführung für Kraftfahrzeuge
US6530973B2 (en) 2001-01-16 2003-03-11 Visteion Global Technologies, Inc. Air desiccant system and method for automotive climate control
KR100801537B1 (ko) * 2001-07-31 2008-02-12 한라공조주식회사 자동차용 에어댐 일체형 팬 쉬라우드
DE50212188D1 (de) * 2001-08-01 2008-06-12 Behr Gmbh & Co Kg Kühlsystem für fahrzeuge
DE10232807A1 (de) * 2002-07-19 2004-02-12 Bayerische Motoren Werke Ag Luftleitanordnung für den Unterbodenbereich eines Fahrzeugs
JP4179088B2 (ja) * 2003-07-24 2008-11-12 株式会社デンソー 車両の冷却システム
US7055638B2 (en) * 2004-01-23 2006-06-06 General Motors Corporation Virtual airdam and method for a vehicle
US20050224267A1 (en) * 2004-04-08 2005-10-13 Callas James J Cooling system for a vehicular engine
JP2006176047A (ja) * 2004-12-24 2006-07-06 Denso Corp 車両用熱交換装置
US20060272800A1 (en) * 2005-06-02 2006-12-07 Paccar Inc Radiator fan shroud with flow directing ports
US20080035400A1 (en) * 2006-08-08 2008-02-14 Paccar Inc Airflow diverter
JP4908239B2 (ja) * 2007-01-12 2012-04-04 小島プレス工業株式会社 車両用歩行者保護装置
US8231345B2 (en) * 2007-09-04 2012-07-31 Honda Motor Co., Ltd. Fan blade pitch change assembly
US8221074B2 (en) * 2007-12-21 2012-07-17 Paccar Inc Fan ring shroud assembly
DE602008006411D1 (de) * 2008-10-08 2011-06-01 Fiat Ricerche System zu Steuerung und Führung des Luftstroms durch den Motorraum eines Fahrzeuges
CN102317099A (zh) 2009-02-24 2012-01-11 丰田自动车株式会社 车辆前部结构
JP4801754B2 (ja) * 2009-03-25 2011-10-26 三菱重工業株式会社 フォークリフト
FR2950574B1 (fr) * 2009-09-29 2012-03-23 Valeo Systemes Thermiques Bloc d'echange thermique pour vehicule automobile
EP2572918B1 (de) * 2010-05-21 2015-09-09 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Einlassstruktur für kühlende luft
JP5067502B2 (ja) * 2010-06-03 2012-11-07 トヨタ自動車株式会社 冷却風導入構造
DE102010036440B4 (de) * 2010-07-16 2024-03-28 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Kühlluftführung für ein Kraftfahrzeug
JP5824961B2 (ja) * 2011-08-19 2015-12-02 コベルコ建機株式会社 建設機械の冷却装置
WO2013054406A1 (ja) * 2011-10-12 2013-04-18 トヨタ自動車株式会社 車両前部構造
WO2014027619A1 (ja) * 2012-08-16 2014-02-20 日立建機株式会社 建設機械の冷却ファン取付構造
US20150210156A1 (en) * 2014-01-27 2015-07-30 Caterpillar Inc. System and method for cooling engine component
DE102016219035A1 (de) * 2016-09-30 2018-04-05 Ford Global Technologies, Llc Kraftfahrzeug-Unterbodenverkleidung mit Lufteinlass
US20190016209A1 (en) * 2017-07-12 2019-01-17 Wesley Langnecker Air duct apparatus
JP7111476B2 (ja) * 2018-02-20 2022-08-02 トヨタ自動車株式会社 車両用冷却装置
JP7000967B2 (ja) * 2018-04-04 2022-01-19 トヨタ自動車株式会社 車両下部構造
US11592529B2 (en) * 2019-07-01 2023-02-28 Pony Ai Inc. System and method for reducing noise into an enclosure
NL2027687B1 (en) * 2021-03-03 2022-09-22 Daf Trucks Nv A vehicle
US12115832B2 (en) * 2021-08-02 2024-10-15 Dana Automotive Systems Group, Llc Systems for conducting air between the wheel wells of an electrified vehicle
US12115850B2 (en) * 2022-06-10 2024-10-15 Honda Motor Co., Ltd. Air guide duct with splitter and underbody tray

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE64139C (de) * FAUCK & CO. in Wien III., Geologengasse 8 Rutschscheere für Stofsbohrer
US703436A (en) * 1902-03-31 1902-07-01 Wilhelm Maybach Motor-vehicle.
US2913065A (en) * 1957-01-23 1959-11-17 Jr George A Lyon Automotive cooling system
FR1264056A (fr) * 1960-05-07 1961-06-19 Citroen Sa Andre Perfectionnements aux circuits d'air de refroidissement des moteurs de véhicules automobiles
US3937192A (en) * 1974-09-03 1976-02-10 General Motors Corporation Ejector fan shroud arrangement
US4173995A (en) * 1975-02-24 1979-11-13 International Harvester Company Recirculation barrier for a heat transfer system
AT354863B (de) * 1975-06-13 1980-02-11 List Hans Kraftfahrzeug mit einer schalldaemmenden kapsel fuer den motor bzw. die motor-getriebe -einheit
DE2722089C2 (de) * 1977-05-16 1986-07-24 Steyr-Daimler-Puch Ag, Wien Gekapselte, wassergekühlte Brennkraftmaschine
US4181172A (en) * 1977-07-01 1980-01-01 General Motors Corporation Fan shroud arrangement
DE2850579C3 (de) * 1978-11-22 1981-11-05 Süddeutsche Kühlerfabrik Julius Fr. Behr GmbH & Co KG, 7000 Stuttgart Kühlanlage für eine flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug
DE2912386A1 (de) * 1979-03-29 1980-10-09 Bayerische Motoren Werke Ag Kraftfahrzeug mit einem motorraum, der zu einer schallisolierenden kapsel ergaenzt ist
GB2051691A (en) * 1979-05-18 1981-01-21 Cadbury Schweppes Transport Vehicle air deflector
DE3412607A1 (de) * 1984-04-04 1985-10-17 Daimler-Benz Ag, 7000 Stuttgart Kraftfahrzeug mit einer auf seinen beiden laengstraegern abgestuetzten schalldaemmend verkleideten brennkraftmaschine
AT398607B (de) * 1985-02-08 1995-01-25 Avl Verbrennungskraft Messtech Gekapselte brennkraftmaschine zum antrieb von kraftfahrzeugen
DE8505038U1 (de) * 1985-02-22 1985-05-15 Dr.Ing.H.C. F. Porsche Ag, 7000 Stuttgart Aerodynamische verkleidung an der unterseite von personenwagen
GB2174652A (en) * 1985-05-09 1986-11-12 Ford Motor Co Engine cooling system
DE3630645A1 (de) * 1986-09-09 1988-03-10 Daimler Benz Ag Frontverkleidung fuer fahrzeuge, insbesondere personenkraftwagen
DE3704145A1 (de) * 1987-02-11 1988-08-25 Opel Adam Ag Kraftfahrzeug mit einem frontspoiler
US5143516A (en) * 1989-02-06 1992-09-01 Paccar Inc. Recirculation shield and fan shroud assembly
DE3917108C1 (de) * 1989-05-26 1990-08-02 Daimler-Benz Aktiengesellschaft, 7000 Stuttgart, De
US5046554A (en) * 1990-02-22 1991-09-10 Calsonic International, Inc. Cooling module
JPH05131849A (ja) * 1991-01-18 1993-05-28 Nissan Motor Co Ltd 車両の熱気吹返し防止構造
EP0535255B1 (de) * 1991-08-30 1997-11-05 Wolfgang P. Weinhold Kühlvorrichtung für einen Verbrennungsmotor in einem Kraftfahrzeug
JPH05169986A (ja) * 1991-12-24 1993-07-09 Nissan Motor Co Ltd エンジンルーム構造
US5180003A (en) * 1992-01-14 1993-01-19 Caterpillar Inc. Dual fan cooling system
JP3164245B2 (ja) * 1992-05-29 2001-05-08 日産自動車株式会社 自動車のアンダーフロア構造

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011121624A1 (de) 2011-12-20 2013-06-20 Man Truck & Bus Ag Nachleitapparat nach Lüftereinrichtung für ein Kraftfahrzeug
DE102011121624B4 (de) 2011-12-20 2019-03-28 Man Truck & Bus Ag Nachleitapparat nach Lüftereinrichtung für ein Kraftfahrzeug

Also Published As

Publication number Publication date
DE69410741D1 (de) 1998-07-09
EP0649978B1 (de) 1998-06-03
US5526872A (en) 1996-06-18
EP0649978A1 (de) 1995-04-26
JPH07166865A (ja) 1995-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69410741T2 (de) Luftströmungs-Ejektor für ein Kraftfahrzeug
DE69002458T2 (de) Kraftfahrzeugmotorhaubenbelüftung.
EP2020327B1 (de) Kühlmodul
DE69722828T2 (de) Gebläserad mit axiallufteinlassöffnung
EP1735527B1 (de) Kühlsystem
DE3406249C2 (de)
EP1732775B1 (de) Fahrzeugdach mit solarzellen und einer vorrichtung zur belüftung und kühlung eines kraftfahrzeuginnenraumes
EP1713656B1 (de) Kühleranordnung für ein kraftfahrzeug
DE69213399T2 (de) Lüfterzarge und Anwendung in einem Kraftfahrzeugmotorkühler
DE102015205415A1 (de) Kühlerlüfteranordnung für ein Kühlsystem eines flüssigkeitsgekühlten Motors eines Fahrzeugs
DE102009027475B4 (de) Luftführungsvorrichtung
DE2657840B2 (de) Kühlanlage für Brennkraftmaschinen
DE2411268A1 (de) Kuehleinrichtung, insbesondere fuer kraftfahrzeuge
DE4243593C2 (de) Kühlvorrichtung für eine Brennkraftmaschine
DE102017203858A1 (de) Kühlvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, Lüfterzarge sowie eine die Kühlvorrichtung aufweisende Brennkraftmaschine
DE3110447C2 (de)
DE10308084B4 (de) Kühleinrichtung für ein Kraftfahrzeug-Antriebsaggregat
EP0233174B1 (de) Wärmetauschersystem mit einem Querstromlüfter
DE102009042269A1 (de) Klimaanlage
DE2747785C2 (de) Vorrichtung zur Kühlung der Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges
DE19849619B4 (de) Kühlsystem für einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeuges
DE102015205414B3 (de) Kühlerlüfteranordnung eingerichtet für ein Kühlsystem eines flüssigkeitsgekühlten Motors eines Fahrzeugs
DE4227565C1 (de) Waermetauscher in einem kraftfahrzeug
EP1887195B1 (de) Kühlvorrichtung für ein Kraftfahrzeug
DE102007019125A1 (de) Automobil-Frontendaufbau

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee