SE532025C2

SE532025C2 - Device for operating a cooling fan

Info

Publication number: SE532025C2
Application number: SE0800310A
Authority: SE
Inventors: Lars-Olov Strandaas
Original assignee: Scania Cv Abp
Priority date: 2008-02-12
Filing date: 2008-02-12
Publication date: 2009-10-06
Also published as: SE0800310L; WO2009102263A1

Description

25 30 532 025 2 Detta uppnås genom de särdrag som anges i efterföljande patentkrav. 532 025 2 This is achieved by the features set forth in the appended claims.

Enligt en betraktelse av uppfinningen är växeln en hydrodynamisk växel av den typ som innefattar fasta ledskovlar och är anordnad att vid ett lägre motorvarvtal med en lägre belastning på fläkten åstadkomma en uppväxling mellan drivaxeln och fläkten och vid ett högre motorvarvtal med en högre belastning på fläkten genom eflersläp- ning åstadkomma en minskning av utväxllngen mellan drivaxeln och fläkten.According to a consideration of the invention, the gear unit is a hydrodynamic gear unit of the type which comprises fixed guide vanes and is arranged to effect at a lower engine speed with a lower load on the fan an upshift between the drive shaft and the fan and at a higher engine speed with a higher load on the fan after dragging cause a reduction in the gear ratio between the drive shaft and the fan.

Därigenom kan hela drivanordningen arrangeras på ett litet utrymme helt bakom fläk- ten utan att störa kylluftsflödet. Dessutom kan fläkten drivas med tillräcklig rotations- hastighet för att åstadkomma god kyleffekt redan vid låga motorvarvtal. Vid högre belastning på fläkten minskar ändamålsenligt anordnlngen utväxllngen genom efter- släpning. Fastän anordningens verkningsgrad då minskar, uppnås ändå en bränsle- besparing jämfört med en remväxeldrlven fläkt.As a result, the entire drive device can be arranged in a small space completely behind the fan without disturbing the flow of cooling air. In addition, the fan can be operated at a sufficient rotational speed to achieve a good cooling effect even at low engine speeds. At higher loads on the fan, the arrangement expediently reduces the gear ratio by lagging behind. Although the efficiency of the device then decreases, a fuel saving is still achieved compared to a belt-driven fan.

När varvtalet ökar, ökar även det belastande vrldmomentet och därmed eftersläp- ningen, så att utväxllngen minskar. Den effektförlust som då uppstår kan uttryckas som eftersläpningen gånger varvtalet gånger vrldmomentet. Den ökade eftersläp- ningen gör alltså att fläkten inte följer med ivarvtalsökningen fullt ut. Därigenom drar fläkten något mindre effekt. Den effektminskningen är klart större än effektförlusten som orsakas av eflersläpningen.When the speed increases, the load torque and thus the lag also increases, so that the gear ratio decreases. The power loss that then occurs can be expressed as the lag times the speed times the torque. The increased lag thus means that the fan does not fully follow the increase in speed. As a result, the fan draws a slightly smaller effect. The power reduction is clearly greater than the power loss caused by the after-drag.

Anordningens uppväxling mellan drivaxeln och fläkten kan i en utföringsform vara i förhållandet ca 1,421 vid ett bestämt lågt varvtal och en bestämd låg belastning.The gear ratio of the device between the drive shaft and the fan can in one embodiment be in the ratio about 1.421 at a certain low speed and a certain low load.

Anordningen kan vidare vara förbunden med en reglerbar hydraulkälla för att variera en fyllnadsgrad hos växeln. Därigenom kan växelns utväxllngsförhällande varieras efter behov.The device may further be connected to an adjustable hydraulic source to vary a degree of filling of the gear. As a result, the gear ratio of the gear unit can be varied as required.

Andra särdrag och fördelar hos uppfinningen kan framgå av patentkraven och följan- de beskrivning av utföringsexempel. 10 15 20 25 30 532 025 KORTFATTAD RlTNINGSBESKRIVNING FIG. 1 visar en schematisk sidovy, delvis i snitt och med bortbrutna delar, av en for- donsmotor med en fläkt och en fläktdrivanordning enligt uppfinningen.Other features and advantages of the invention may be apparent from the claims and the following description of embodiments. 10 15 20 25 30 532 025 BRIEF DIRECTION DESCRIPTION FIG. 1 shows a schematic side view, partly in section and with broken away parts, of a vehicle engine with a fan and a fan drive device according to the invention.

DETALJERAD BESKRlVNlNG AV UTFÖRINGSEXEMPEL På den schematiska framställningen i FIG. 1 visas delar med liknande funktion genomgående lika hänvisningssiffror. Figuren visar en främre ände av en fordonsmo- tor (förbrånningsmotor) 10 med en framskjutande ände 14 av en motorn drivande axel, såsom motorns 10 vevaxel 12. Vevaxeländen 14 är genom ett fast förband 16 förbunden med en ﬂäkt 60 via en hydraulisk växel 30.DETAILED DESCRIPTION OF EMBODIMENTS In the schematic representation in FIG. 1 shows parts with a similar function throughout the same reference numerals. The figure shows a front end of a vehicle engine (internal combustion engine) 10 with a projecting end 14 of an engine driving shaft, such as the crankshaft 12 of the engine 10.

Den hydrauliska växeln 30 är av hydrodynamisk typ och innefattar på i och för sig känt sätt ett stationärt hus 32 med fasta ledskovlar 34. Huset 32 är fast förbundet med motorns 10 framsida genom en till vevaxeln 12 koaxiell hållare 20. I det visade exemplet är hållaren 20 utformad med en radiell ringflåns 22 förbunden med motorns 10 framsida och en till vevaxeln 12 koaxiell ringfläns 24 som omsluter och är fast för- bunden med det stationära husets 32 utsida.The hydraulic gear 30 is of the hydrodynamic type and comprises in a manner known per se a stationary housing 32 with fixed guide vanes 34. The housing 32 is fixedly connected to the front of the engine 10 by a holder 20 coaxial to the crankshaft 12. In the example shown, the holder is 20 is formed with a radial annular flange 22 connected to the front of the motor 10 and an annular flange 24 coaxial to the crankshaft 12 which encloses and is fixedly connected to the outside of the stationary housing 32.

En av vevaxeländen 14 driven ingående axel 36 till växeln 30 uppbär i huset 32 ett pumphjul 38 med pumpskovlar40, medan en fläkten 60 drivande utgående axel 42 i huset 32 uppbär ett turbinhjul 44 med turbinskovlar 46.An input shaft 36 driven by the crankshaft end 14 to the gear 30 carries in the housing 32 a impeller 38 with pump vanes 40, while an output shaft 42 driving the fan 60 in the housing 32 carries a turbine wheel 44 with turbine vanes 46.

Den hydrauliska växeln 30 är vidare av den typ som vid låg belastning, dvs. låga fläktvarvtal, tillhandahåller en uppvåxling mellan den ingående axeln 36 och den ut- gående axeln 42. Vid gradvis ökande belastning inträder en eftersläpning hos turbin- hjulet 44 i huset genom inre friktion hos hydraulvätskan, vilket resulterar i ett gradvis minskat utväxlingsförhållande mellan den ingående axeln 36 och den utgående axeln 42.The hydraulic gear 30 is further of the type which at low load, i.e. low fan speeds, provides an upshift between the input shaft 36 and the output shaft 42. With gradually increasing load, a lag of the turbine wheel 44 enters the housing due to internal friction of the hydraulic fluid, resulting in a gradually reduced gear ratio between the input shaft 36 and the output shaft 42.

Växeln 30 in- och urkopplas samt varvtalsregleras genom till- resp. bortförsel av hyd- raulvätska via en ledning 48 från en schematiskt framställd hydraulkälla 50, i exemp- let innefattande en dubbelverkande pump 52 driven av en motor 54. Fläktens 60 10 532 025 4 varvtal kan alltså styras efter behov genom husets 32 fyllnadsgrad av hydraulvätska.The gear unit 30 is switched on and off and speed is regulated by switching on and off. removal of hydraulic fluid via a line 48 from a schematically produced hydraulic source 50, for example comprising a double-acting pump 52 driven by a motor 54. The speed of the fan 60 can thus be controlled as required by the degree of hydraulic fluid filling of the housing 32.

Finns inget fläktbehov dräneras huset 32 helt. För detta ändamål kan hydraulkällan 50 styras av t.ex. en ej visad givare för motortemperaturen via en styrenhet 56.If there is no need for a fan, the housing 32 is drained completely. For this purpose, the hydraulic source 50 can be controlled by e.g. a sensor (not shown) for the motor temperature via a control unit 56.

Vid låga motorvarvtal och därmed liten belastning på fläkten 60 kan växelns 30 max- imala uppväxlingsförhållande typiskt vara ca 1,4:1.At low engine speeds and thus a small load on the fan 60, the maximum gear ratio of the gear 30 can typically be about 1.4: 1.

Ovan detaljerade beskrivning är i första hand avsedd att underlätta förståelsen och några onödiga begränsningar av uppfinningen ska inte uttolkas därifrån. De modifika- tioner som blir uppenbara för en fackman vid genomgång av beskrivningen kan genomföras utan avvikelse från uppfinningstanken eller omfånget av efterföljande patentkrav.The above detailed description is primarily intended to facilitate understanding and any unnecessary limitations of the invention are not to be construed as such. The modifications which become apparent to one skilled in the art upon review of the specification may be practiced without departing from the spirit of the invention or the scope of the appended claims.

Claims

532 025 PATENT CLAIMS

Device for driving a cooling fan (60) at an internal combustion engine (10), comprising a gear between the cooling fan and a driving shaft (12) of the engine, characterized in that the gear is a hydrodynamic gear (30) of the type comprises fixed guide vanes (34) and are arranged to effect an upshift between the driving shaft (12) and the fan (60) at a lower motor speed with a lower load on the fan and at a higher motor speed with a higher load on the fan by trailing reduce the gear ratio between the drive shaft and the fan.

Device according to claim i, wherein said upshift is in the ratio about 1.4: 1.

Device according to claim 1 or 2, comprising an adjustable hydraulic source (50) connected to the gear (30) for varying a degree of filling of the gear.