SE462426B

SE462426B - Arrangement of a chassis frame for vehicles

Info

Publication number: SE462426B
Application number: SE8804691A
Authority: SE
Inventors: S Sjoestroem
Original assignee: Saab Scania Ab
Priority date: 1988-12-29
Filing date: 1988-12-29
Publication date: 1990-06-25
Also published as: SE8804691D0

Abstract

A chassis frame 1 for vehicles comprises two side beams 2,3 which are interconnected by transverse connection elements 4. An internal combustion engine 20 and a radiator 21 in its cooling system are arranged in the frame 1 so that the engine's 20 radiator fan 25 is situated between the side beams 2,3 in front of or behind the connection element 4. When the engine 20 is running, the radiator fan 25 causes air to flow, partly through the radiator 21, and partly through openings in the connection element 4. <IMAGE>

Description

15 20 25 30 35 462 426 någon av de tvärgäende förbindelseelement typ tvârbalkar som förbinder sidobalkarna med varandra. 15 20 25 30 35 462 426 any of the transverse connecting elements type crossbeams connecting the side beams to each other.

Eftersom det vid en fordonsram är nödvändigt anordna tvärbalkarna vid de ställen utefter ramen där belastningen är stor, t ex vid motor och växellåda, går det inte att undvika att sänkningen av motorn medför att avståndet i fordonets längdled mellan kylfläktens fläktblad och någon av tvârbalkarna blir relativt kort. En på dylikt sätt anordnad kylflâkt ger begränsad kyleffekt, eftersom den luftströmning som kylfläkten åstadkommer genom vätskekylaren hind- ras av tvärbalken, vilket yttrar sig som tryckförluster hos luftflödet genom kylaren.Since in a vehicle frame it is necessary to arrange the crossbeams at the places along the frame where the load is large, for example at the engine and gearbox, it is inevitable that the lowering of the engine means that the distance in the vehicle's longitudinal between the cooling fan blade and one of the crossbeams short. A cooling fan arranged in such a manner gives a limited cooling effect, since the air flow which the cooling fan produces through the liquid cooler is obstructed by the cross-beam, which manifests itself as pressure losses of the air flow through the cooler.

De kända möjligheter som föreligger för att lösa nämnda problem är att öka luftflödet genom kylaren genom att anordna en större kylfläkt vid motorn eller att öka avståndet mellan kylfläkten och förbíndelseelementet genom att förskiuta motorn något framåt eller bakåt i fordonets längdriktning.The known possibilities which exist for solving said problem are to increase the air flow through the radiator by arranging a larger cooling fan at the engine or to increase the distance between the cooling fan and the connecting element by displacing the engine slightly forwards or backwards in the longitudinal direction of the vehicle.

Att utnyttja en större kylfläkt eller att förskiuta motorn framåt i fordonets längdriktning är emellertid ofta praktiskt mycket svårt på grund av förekomsten av ett relativt stort antal hytt- och ramfasta komponenter vid främre delen av ett frambyggt fordon. Att förskjuta motorn bakåt är ofta möjligt men inte att föredra efter- som motorn efter en sådan åtgärd skjuter ut bakom hyttens bakvägg och reducerar effektivt lastutrymme på fordonet.However, utilizing a larger cooling fan or moving the engine forward in the longitudinal direction of the vehicle is often very difficult in practice due to the presence of a relatively large number of cab and frame-fixed components at the front of a developed vehicle. Moving the engine backwards is often possible but not preferable as the engine after such an action protrudes behind the rear wall of the cab and reduces effective load space on the vehicle.

Föreliggande uppfinning har till uppgift att lösa nämnda inbygg- nadsproblem utan att motorns kylning behöver âventyras. I detta syfte utmärkes uppfinningen av att åtminstone ett förbindelseele- ment som närligger flâktbladen utgörs av en fackverksbalk som innefattar ett övre och ett nedre balkelement som är förbundna med varandra med distansorgan som avgränsar luftgenomströmningsöpp- ningar i fackverksbalken, och att kylfläkten under drift bibringar luften strömningsrörelse dels genom vätskekylaren och dels genom luftgenomströmningsöppningarna i fackverksbalken. 10 15 20 25 30 35 3 462 426 Vid det uppfinningsenliga arrangemanget är det möjligt att anordna förbränningsmotorn vid chassiramen så att kylfläkten sträcker sig relativt nära framför eller bakom något förbindelseelement utan att kylproblem uppstår pà grund av att luftströmningen genom vätskeky- laren störs av att förbindelseelementet ger upphov till verkningsgradsförsämrande tryckförluster hos luften.The object of the present invention is to solve the said installation problems without the cooling of the engine having to be endangered. To this end, the invention is characterized in that at least one connecting element adjacent to the fan blades consists of a truss beam which comprises an upper and a lower beam element which are connected to each other with spacers defining air flow openings in the truss beam, and that the cooling fan imparts air during operation. partly through the liquid cooler and partly through the air flow openings in the truss beam. In the arrangement according to the invention it is possible to arrange the internal combustion engine at the chassis frame so that the cooling fan extends relatively close in front of or behind any connecting element without cooling problems arising due to the air flow through the liquid cooler being disturbed by the connecting element gives rise to efficiency-decreasing pressure losses in the air.

Vid en fördelaktig utföringsform av uppfinningen är förbindelseele- mentet utformat med ett flertal luftgenomströmningsöppningar med utsträckning väsentligen tvärs luftflödet genom kylfläkten av vilka åtminstone nägra uppvisar triangulär tvârsnittsform. Vid en dylik konstruktionslösning utgör väggen mellan två intill varandra be- lägna luftgenomströmningsöppningar teoretiskt sett en stäng ingående i ett fackverk varvid väggarna som avgränsar de triangulä- ra luftgenomströmningsöppningarna fungerar som diagonalstänger i nämnda fackverk. Genom denna utformning är förbindelseelementet helt eller delvis utformat som en fackverksbalk med mycket god vrid- och böjstyvhet. Detta medför att den pà ett fördelaktigt sätt kan uppta de statiska och dynamiska krafter som fordonsramen ut- sätts för under drift av fordonet. övriga uppfinningen utmärkande särdrag framgår av efterföljande patentkrav och beskrivning av en uppfinningen exemplifierande utföringsform. Beskrivningen utföres under hänvisning till bifogade ritningar, av vilka Figur 1 visar en vy uppifrån av det uppfinningsenliga arrangemang- et, medan Figur 2 visar en vy framifrån av arrangemanget.In an advantageous embodiment of the invention, the connecting element is formed with a plurality of air flow openings extending substantially transversely to the air flow through the cooling fan, at least some of which have a triangular cross-sectional shape. In such a construction solution, the wall between two adjacent air flow openings theoretically constitutes a bar forming part of a truss, the walls delimiting the triangular air flow openings acting as diagonal bars in said truss. Due to this design, the connecting element is wholly or partly designed as a truss beam with very good torsional and bending rigidity. This means that it can advantageously absorb the static and dynamic forces to which the vehicle frame is subjected during operation of the vehicle. The other features of the invention appear from the appended claims and the description of an exemplary embodiment of the invention. The description is made with reference to the accompanying drawings, of which Figure 1 shows a top view of the arrangement according to the invention, while Figure 2 shows a front view of the arrangement.

I figurerna visas en ram 1 för en frambyggd lastbil. Ramen 1 inne- fattar tvâ i bilens längsled placerade làngstrâckta parallella sidobalkar 2,3 som är förbundna med varandra via ett antal tvârgà- ende förbindelseelement 4, fortsättningsvis benämnda tvärbalkar. I figurerna visas endast en vid fordonsramens 1 främre del anordnad tvärbalk 4 eftersom denna ingår i det uppfinningsenliga arrange- manget. övriga tvärbalkar är konventionella men utgör ej del av uppfinningen och avgränsas därför fràn närmare beskrivning. 10 15 20 25 30 35 462 426 '4 Tvärbalken 4 är utformad som en bågformad, nedàtböid gjuten enhet, som delvis har utsträckning under en främre del av en förbrännings- motor 20. Tvärbalken 4 innefattar ett övre och ett nedre balkelement 6,7 som är anordnade på avstånd från varandra. De är förbundna med varandra med distansorgan i form av väggpartier 9,10,11 som sträcker sig diagonalt mellan balkelementen 6,7.The figures show a frame 1 for a developed truck. The frame 1 comprises two elongated parallel side beams 2,3 placed in the longitudinal direction of the car which are connected to each other via a number of transverse connecting elements 4, hereinafter referred to as cross beams. The figures only show a cross beam 4 arranged at the front part of the vehicle frame 1, since this is included in the arrangement according to the invention. other crossbeams are conventional but do not form part of the invention and are therefore delimited from further description. The transverse beam 4 is formed as an arcuate, bent-down cast unit, which partially extends below a front part of an internal combustion engine 20. The transverse beam 4 comprises an upper and a lower beam element 6,7 which are arranged at a distance from each other. They are connected to each other by spacers in the form of wall portions 9,10,11 which extend diagonally between the beam elements 6,7.

Väggpartierna 9,10,11 avgränsar luftgenomströmningsöppningar 13 med triangulär tvärsnittsform. Balkelementen 6,7 samt de mot sidobal-I karna vända väggpartierna 9,10 utgör därvid så kallade ramstänger i ett fackverk medan övriga vâggpartier 11 utgör så kallade livstäng- er i fackverket. Tillsammans bildar sålunda halkelementen 6,7 och väggpartierna 9,10,11 en fackverksbalk; De mot sidobalkarna 2,3 vända väggpartierna 9,10 är dessutom utformade med stödklackar 15 som anligger mot respektive sidobalk 2,3. Åtminstone några av stödklackarna 15 är utformade med ett ei visat genomgående häl genom vilket en nit 16 sträcker sig för fastsâttning av fackverks- balken vid sidobalkarna 2,3.The wall portions 9,10,11 define air flow openings 13 with a triangular cross-sectional shape. The beam elements 6,7 and the wall portions 9,10 facing the side beams thereby constitute so-called frame bars in a truss, while other wall portions 11 constitute so-called life bars in the truss. Together, the sliding elements 6,7 and the wall portions 9,10,11 thus form a truss beam; The wall portions 9,10 facing the side beams 2,3 are furthermore formed with support lugs 15 which abut against the respective side beam 2,3. At least some of the support lugs 15 are formed with a continuous heel (not shown) through which a rivet 16 extends for fastening the truss beam to the side beams 2,3.

Vid tvärbalkens 4 övre balkelement 6 är anfäst två elastiska stöde- lement 18,19 mot vilka den i fordonet anordnade förbränningsmotorn 20 vilar. Förbrânningsmotorn 20 ingår i fordonets drivaggregat 17 som dessutom innefattar en i motorns 20 kylsystem ingående vätske- kylare 21. Denna är anordnad framför motorn 20 för att via slangar 22,23 (i figur 1 endast delvis återgivna) leda kylvätska till och från motorn 20. För upphängning av kylaren 21 vid ramen 1 utnyttjas en i och för sig förut känd kylarupphängning, vilken ej utgör del av föreliggande uppfinning och därför avgränsas frán närmare be- skrivning.Attached to the upper beam element 6 of the cross beam 4 are two elastic support elements 18, 19 against which the internal combustion engine 20 arranged in the vehicle rests. The internal combustion engine 20 is included in the vehicle's drive unit 17, which also comprises a liquid cooler 21 included in the engine cooling system of the engine 20. For suspending the radiator 21 at the frame 1, a per se previously known radiator suspension is used, which does not form part of the present invention and is therefore delimited from a more detailed description.

En av motorn 20 driven kylfläkt 25 är på sedvanligt sätt anordnad mellan motorn 20 och kylaren 21 för att suga luft genom kylaren 21 och därmed kyla kylvätskan. Kylfläkten 25, som i figur 1 endast är schematiskt återgiven, är anordnad så att dess fläktblad 26 är belägna mellan ramens 1 sidobalkar 2,3 samt framför tvärbalken 4.A cooling fan 25 driven by the motor 20 is arranged in the usual manner between the motor 20 and the cooler 21 in order to suck air through the cooler 21 and thereby cool the coolant. The cooling fan 25, which is only schematically represented in figure 1, is arranged so that its fan blades 26 are located between the side beams 2,3 of the frame 1 and in front of the cross beam 4.

Det axiella avståndet mellan kylfläktens 25 fläktblad 26 och tvärbalken 4 kan vid den typ av större drivaggregat som utnyttjas på tyngre fordon, såsom tunga lastbilar, tillåtas vara mindre än 100 mm när ett uppfinningsenligt arrangemang utnyttjas. Eftersom 10 15 20 25 30 35 5 462 426 tvärbalkens 4 nedàtböjda form dessutom gör det möjligt att placera tvärbalken till viss del under motorn 20 kan med en uppfinningsen- lig tvärbalk ett synnerligen kompakt arrangemang erhållas. Detta möjliggörs i sin tur av den luftgenomsläppliga tvärbalken som icke menligt inverkar pá luftströmningen genom fläkten och därmed genom vâtskekylaren.The axial distance between the fan blade 26 of the cooling fan 25 and the cross member 4 can be allowed to be less than 100 mm in the type of larger drive unit used on heavier vehicles, such as heavy trucks, when an arrangement according to the invention is used. In addition, since the downwardly curved shape of the crossbeam 4 4 makes it possible to place the crossbeam to a certain extent under the motor 20, a particularly compact arrangement can be obtained with a crossbeam according to the invention. This in turn is made possible by the air-permeable cross-beam which does not adversely affect the air flow through the fan and thus through the liquid cooler.

Under drift av kylflåkten 25 roterar densamma och suger kylluft genom kylaren 21. Efter fläkten trycks därefter luften mot motorns 20 främre gavel, pà sidan om densamma och genom luftströmningsöpp- ningarna 13 i tvärbalken 4. Luften fortsätter därefter bakåt i fordonets längdriktning. Luften "kastas" sålunda inte mot någon väsentlig luftflödesstoppande yta pà tvärbalken 4 och följaktligen uppstår heller inte vid tvärbalken 4 något tryckfall hos luftflödet som begränsar kyleffekten hos kylaren 21.During operation of the cooling fan 25, it rotates and sucks cooling air through the radiator 21. After the fan, the air is then pressed against the front end of the engine 20, on its side and through the air flow openings 13 in the crossbeam 4. The air is thus not "thrown" against any significant air flow stopping surface on the cross beam 4 and consequently no pressure drop of the air flow occurs at the cross beam 4 which limits the cooling effect of the radiator 21.

Den som ett fackverk utformade tvärbalken är med fördel tillverkad i ett metalliskt material, exempelvis segjärn eller aduceriärn varigenom den pà ett fördelaktigt sätt kan formas för att klara de statiska och dynamiska krafter som den utsätts för under drift av fordonet.The truss beam designed as a truss is advantageously made of a metallic material, for example ductile iron or ductile iron, whereby it can be advantageously shaped to withstand the static and dynamic forces to which it is subjected during operation of the vehicle.

Uppfinningen får inte anses vara begränsad av den beskrivna ut- föringsformen utan kan inom ramen för efterföljande patentkrav modifieras i ett flertal alternativa utföringsformer utan att uppfinningstanken gàr förlorad. Sàtillvida är det inte nödvändigt utforma luftgenomströmningsöppningarna 13 utefter tvärbalkens 4 hela längd utan det kan i vissa fall räcka att utforma en enda eller ett fåtal luftgenomströmningsöppningar 13 i den del av tvärbalken 4 som huvudsakligen utsätts för luftströmningen fràn fläkten. Beroende pà val av material och tillverkningsmetod för tvärbalken 4 kan det självfallet vara lämpligt att utforma någon eller alla luftgenomströmningsöppningar 13 med annan tvärsnittsform än tríangulär.The invention may not be considered to be limited by the described embodiment but can within the scope of the appended claims be modified in a number of alternative embodiments without the inventive idea being lost. In this respect, it is not necessary to design the air flow openings 13 along the entire length of the cross beam 4, but in some cases it may be sufficient to design a single or a few air flow openings 13 in the part of the cross beam 4 which is mainly exposed to the air flow from the fan. Depending on the choice of material and manufacturing method for the crossbeam 4, it may of course be appropriate to design one or all of the air flow openings 13 with a cross-sectional shape other than triangular.

Claims

10 15 20 25 30 35 462 426 6 P A T E N T K R A V

Arrangement at a chassis frame (1) for vehicles, which chassis frame (1) comprises elongate side beams (2,3) which are fixedly connected to each other with a number of transverse connecting elements (4), at which chassis frame an internal combustion engine (20) is arranged and a liquid cooler (21) included in the internal combustion engine (20) of the internal combustion engine, which is arranged to be permeated by air by means of a cooling fan (25) in order to keep the operating temperature of the internal combustion engine (20) at a suitable level, which in a vertical plane at least partially extends in front of or behind a connecting element (4), the connecting element (4) influencing the air flow through the liquid cooler, characterized in that at least one connecting element (4) approaching the flattening blades (26) consists of a truss beam and a lower beam element (6, 7) connected to each other by spacers (9, 10, 11) defining air flow openings (13) in the cooling beam, and that the cooling fan (25) during operation imparts flow movement to the air partly through the liquid cooler (21) and partly through the air flow openings (13) in the truss beam.

Arrangement according to claim 1, characterized in that the truss beam is formed with a plurality of air flow openings (13) extending substantially transversely to the air flow through the cooling fan (25).

Arrangement according to claim 1, characterized in that at least some of the spacer means (9,10,11) extend diagonally between the upper and the lower beam element (6,7) and delimit air flow openings (13) of triangular cross-sectional shape.

Arrangement according to claim 2, characterized in that the cooling fan (25) is located in the longitudinal direction of the vehicle in front of the truss beam. 10 15 20 7 462 426

Arrangement according to claim 4, characterized in that the cooling fan (25) sucks air through the liquid cooler (21) but pushes air through the air flow openings (13).

Arrangement according to claim 5, characterized in that the truss beam (4) is arcuately bent downwards and extends below a front part of the engine block of the internal combustion engine (20).

Arrangement according to claim 6, characterized in that the upper beam element (6) of the truss beam (4) is provided with elastic support elements (1B, 19) against which the internal combustion engine (20) rests.

Arrangement according to claim 6, characterized in that the truss beam (4) consists of a cast unit in a metallic material.

Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the axial distance in the longitudinal direction of the vehicle between the cooling fan (21) and the connecting element (4) is <100 mm.