SE532306C2 - Kylfläkt - Google Patents

Description

20 25 30 2 Fastän många olika typer av givare kan användas för att detektera kyl- behovet, kan i en utföringsform givarna innefatta temperaturgivare för avkänning av kylfluidtemperatur.

Ställdonet kan vara ett fluiddrivet ställdon. För drivningen av ställdonet kan då användas t.ex. en befintlig tryckluftskälla i fordonet. Även andra typer av ställ- don kan dock användas.

Ställdonet kan vidare innefatta en cylinder och en kolvstång.

Fläktrotorn kan vara roterbart lagrad vid kolvstången. Ställdonet kan då vara anordnat för att bära upp fläktrotorn.

Kylfläkten kan ha en teleskopisk axel för fläktrotorn, vilken axel sträcker sig genom ställdonet. Därigenom behöver inte ställdonet vara dimensionerat för att ensamt bära upp fläktrotorn.

Den teleskopiska axeln kan vara en drivaxel för fläktrotorn. Denna utfö- ringsform kan användas då fläkten drivs av t.ex. fordonsmotorns vevaxel.

Fläktrotorn kan emellertid även vara driven av en remtransmission.

Ett nav hos fläktrotorn kan då innefatta en remskiva för en drivrem hos remtransmissionen.

Andra särdrag och fördelar med uppfinningen kan framgå av patentkra- ven och följande beskrivning av utföringsexempel.

KORTFATTAD RlTNlNGSBESKRlVNlNG FlG. 1 är en schematisk sidovy, delvis i snitt, av en axeldriven kylfläkt en- ligt uppfinningen; FIG. 2 är en mer detaljerad vy motsvarande FlG. 1; FIG. 3 är en schematisk sidovy i större skala med en positioneringsenhet i ett läge för maximalt utstick av kylfläktens rotor; FlG. 4 är en vy motsvarande FIG. 3 med positioneringsenheten i ett läge för minimalt utstick av kylfläktens rotor; och FIG. 5 är en vy motsvarande FIG. 3 av en positioneringsenhet med en remdriven fläkt.

På ritningen har i de olika utföringsformerna delar med liknande funktion försetts med lika hänvisningstal. 10 15 20 25 30 tïl DJ [få 0.3 Ü Ûfl 3 DETALJERAD BESKRIVNING AV UTFÖRINGSEXEIVIPEL I FIG. 1 och 2 visas schematiskt en kylfläkt 10 monterad på en fordons- motor 50 bakom ett frontparti 94 av ett ei närmare visat motorfordon. Kylfläkten 10 har en flåktrotor 12 anordnad vid den bakre änden av ett fläkthölje 60. Fläkthöljet 60 sträcker sig fram till ett kylararrangemang som innefattar en motorkylare 64. En in- loppsledning 66 för kylfluid sträcker sig från motorn 50 och in i kylaren 64 och en ut- loppsledning 68 sträcker sig från kylaren 64 och in i motorn 50 för att på känt sätt cirkulera kylfluiden genom kylaren 64 och motorn 50. Kylfluiden kyls genom värme- avgivning till ytterluft 96 som sugs in av fläkten 10 via frontpartiet 94 genom kylaren 64.

Kylfläkten 20 kan vara varvtalsreglerad på olika sätt, exempelvis genom en ej visad, elektroniskt styrd fläktkoppling av viskostyp som kan vara placerad i fläktnavet, eller på annat sätt i en remkrets för fläktdrivningen i det fall fläkten är rem- driven såsom enligt utföringsformen visad i FIG. 5. I FIG. 1 antyds en varvtalsregula- tor 56, som t.ex. kan innefatta en hydrodynamisk koppling som minskar fläktvarvtalet med ökande motorvarvtal. F läktvarvtalet ska alltid vara så lågt som möjligt för mini- mala förluster, lågt buller och låg belastning av t.ex. en remkrets i det fall kylfläkten är remdriven.

Som framgår av FIG. 2, kan finnas ytterligare kylare, såsom en laddluft- kylare 74 och en AC-kylare 84, dvs. en kylare för luftkonditionering av fordonets ej visade hytt. Dessa ytterligare kylare 74, 84 har likaså respektive inloppsledningar 76, 86 och utloppsledningar 78, 88 för cirkulation av kylfluid genom kylarna 74, 84 och tillhörande, ej visade aggregat som ska kylas därav.

Enligt uppfinningen finns en positioneringsenhet eller ett ställdon 20 för förflyttning av fläktrotorn 12 till lägen med olika grad av utstick eller utskjutning ”a” från en ände vid en avslutande fläktrlng 62 av fläkthöljet 60. Fastän ställdonet 20 kan vara av olika slag, såsom ett elektriskt eller hydrauliskt ställclon, visas i utföringsfor- merna enligt FIG. 2-5 pneumatiska ställdon 20.

Det pneumatiska ställdonet 20 kan i de olika utföringsformerna anses innefatta en cylinder 22 och en däri förskjutbart lagrad, ihålig kolvstång 24, vilka av- gränsar en kammare 26. Som antyds i FIG. 3, kan kolvstången 24 vara vridfast lag- rad i cylindern 22 genom bommar 25 och spår 27 och kan vidare vara tätad mot cy- lindern 22 genom en schematiskt visad tätning 29, t.ex. en labyrinttätning. Cylindern 10 15 20 25 30 532 SÜE 4 22 kan ha ett bakstycke 23 som är fast förbundet med motorn 50, t.ex. genom ej vi- sade bultförband.

Som närmare framgår av FIG. 2, har cylindern 22 en in- och utloppsöpp- ning 28 som via en ledning 110 och en ventil 106 står i förbindelse med en vakuum- eller undertryckskälla 108, såsom en sugpump. I det ventilläge som visas i FIG. 2 är kammaren 26 avskild från omgivningen, varvid det undertryck som råderi kammaren 26 balanseras mot kraften av en tryckfjäder 30, så att kolvstången 24 hålls i ett be- stämt läge. Vid omställning av ventilen 106 åt vänster, kommer kammaren 26 iför- bindelse med undertryckskällan 108, så att kolvstången 24 rör sig åt höger i FIG. 2.

Vid omställning av ventilen 106 åt höger, kommer kammaren 26 i förbindelse med atmosfären, så att kolvstången 24 rör sig åt vänster till följd av kraften från tryckfjä- dem 30. Rörelsen hos kolvstången 24 stoppas när ventilen 106 åter intar sitt visade centralläge. I stället för en undertryckskälla 108 kan ställdonet på ej visat sätt drivas av en övertryckskälla, såsom en tryckluftbehållare i fordonet. Tryckfjädern 30 ska då naturligtvis vara ersatt av en ej visad fjäder som verkar i motsatt riktning.

Som tydligast framgår av FIG. 3-5, sträcker sig en axeltapp 32 för fläktro- torn 12 genom ställdonet 20. Axeltappen 32 är axiellt fast förbunden med kolvstång- ens 24 gavel genom ett par axelflänsar 34, så att axeltappen 32 och fläktrotorn 12 tvingas följa med kolvstångens 24 förskjutningsrörelser.

I utföringsformen visad i FIG. 2-4 är fläktrotorn 12 driven av en motoraxel 52, som kan men inte nödvändigtvis behöver vara en vevaxel hos motorn 50. Axel- tappen 32 är i detta fall förskjutbart men rotationsfast förbunden med motoraxeln 52, för att bilda en teleskopisk axel, såsom genom ett ej visat splinesförband.

I utföringsformen visad i FIG. 5 är fläktrotorn 12 driven av en remtrans- mission innefattande en drivrem 42 och en remskiva 40 som kan vara utformad i ett stycke med fläktrotorns 12 nav, vilket uppbär kylfläktens 12 fläktblad 14. Na- vet/remskivan 40 är alltså i detta fall fritt roterbart lagrat på kolvstången 24, genom rotationslager 44. Dessutom kan finnas en fast stödaxel 54 i vilken axeltappen 32 är förskjutbart lagrad, t.ex. genom splinesförband. Stödaxeln 54 kan i detta fall vara fast förbunden med cylinderns 22 bakstycke 23. Remtransmissionens ej visade övriga skivor kan vara begränsat axiellt förskjutbara för att undvika snedställning av driv- remmen 42 vid manövrering av ställdonet 20 under kylfiäktens 20 drift. Återgående till FIG. 1 och 2, visas ett styrsystem för att optimera kylfläk- tens 12 verkningsgrad i beroende av aktuellt fläktvarvtal och fordonshastighet. 10 15 20 25 30 3532 EIÜE» 5 Styrsystemet innefattar en elektronisk styrenhet 100 som via ett flertal signalöverföringar, såsom signalledningar 102, mottar insignaler relaterade till kylbe- hovet. Som svar på dessa insignaler beräknar en processor i styrenheten 100 utsig- naler till en signalöverföring 104 för omställning av ställdonet 20, så att kylfläkten 12 tilldelas en för driftstillståndet optimal grad av utskjutning ”a” från änden av fläkthöljet 60.

Varje driftstillstånd, vilket kan definieras som en kombination av fläkt- varvtal och fordonshastighet, har ett optimalt fläktutstick (axiellt fläktläge) ”a” som ger bästa verkningsgrad hos fläkten och därmed lägsta bränsleförbrukning. Dessutom kan recirkulationen av uppvärmd kylluft minimeras vid rätt inställt fläktutstick. Recirku- lation är ett problem framförallt vid hårt belastat kylsystem vid låga fordonshastighe- ter och högt fläktvarvtal, såsom vid backtagning vid hög omgivningstemperatur.

Vid ett maximalt kylbehov är fläktrotorn 12 helt inskjuten i höljet 60, och vid ett minimalt kylbehov är fläktrotorn 12 maximalt utdragen ur höljet 60.

Som antyds i FIG 1 och 2, kan signalöverföringarna 102 överföra signa- ler från ett flertal temperaturgivare 70, 80, 90 och 72, 82, 92 som signalerar inlopps- temperatur respektive utloppstemperatur hos tillhörande kylare 64, 74, 94 till styren- heten 100. Skillnaden mellan inloppstemperatur och utloppstemperatur hos respekti- ve kylarna kan då vara parametrar som används för beräkning av kylbehovet. Som vidare antyds i FIG. 1 och 2 kan även finnas signalöverföringar 102 för aktuell motor- temperatur.

Andra parametrar som relaterar till kylbehovet kan innefatta aktuellt fläkt- varvtal som signaleras av någon annan ej visad givare eller av en fordonsdator 112, vilken då beräknar det aktuella fläktvarvtalet i beroende av t.ex. aktuellt motorvarvtal och likaså signalerar detta till styrenhetens processor. Fordonsdatorn 112 eller styr- enheten 100 kan i ett minne även ha en färdig "mappning" som anger börvärden för kylfläktens 12 utskjutning "a" vid alla tänkbara drifttillstånd som funktion av de olika driftparametrarna, så att kylfläkten 12 vid varje drifttillstånd tilldelas en bestämd grad av utskjutning ”a” som beror av aktuella driftsparametrar. Mappningen kan exempel- vis vara anordnad att ange de värden på fläktens utskjutning ”a” som vid varje drifttill- stånd ger en maximal verkningsgrad hos fläkten.

Allmänt kan anses gälla att fläktvarvtalet bestäms av kylbehovet, och fläktvarvtalet ska vara så lågt som möjligt. Det begärda fläktvarvtalet kommeri sin tur att begära ett för detta varvtal optimalt fläktutstick, vilket optimerar fläktens verk- 10 ningsgrad ijust den driftpunkten. Generellt gäller att ett helt inskjutet fläktläge, dvs. ett minimalt avstånd "a", ger en i huvudsak axiell strömningsbild nedströms fläkten medan ett helt utdraget fläktläge, dvs. ett maximalt avstånd "a" ger en stor radiell komponent i kylluftens strömningsbild nedströms fläkten. Vilket läge som är optimalt kan anses vara dels installationsberoende, dels beroende på det aktuella driftstill- ståndet.

Ovan detaljerade beskrivning är i första hand avsedd att underlätta för- ståelsen och några onödiga begränsningar av uppfinningen ska inte uttolkas därifrån.

De modifikationer som blir uppenbara för en fackman vid genomgång av beskriv- ningen kan genomföras utan avvikelse från uppfinningstanken eller omfånget av ef- terföljande patentkrav.

Claims (10)

PATENTKRAV

1. Kylfläkt (10) för en fordonsmotor (50), innefattande ett fläkthölje (60) och en relativt fläkthöljet under drift axiellt förflyttbar fläktrotor (12), k ä n n e t e c k - n a d av ett ställdon (20) för förflyttning av fläktrotorn (12) till lägen med olika grad av utskjutning (a) från en ände av fläkthöljet (60) för att optimera fläktens sugförmåga och verkningsgrad i beroende av aktuella driftsparametrar såsom fläktvarvtal och for- donshastighet.

2. Kylfläkt enligt krav 1, innefattande givare (70, 72, 80, 82 90, 92) för av- känning av storheter relaterade till ett kylbehov och en styrenhet (10) för omställning av ställdonet (20) som svar på signaler från givarna.

3. Kylfläkt enligt krav 2, varvid givarna innefattar temperaturgivare (70, 72, 80, 82 90, 92) för avkänning av kylfluidtemperatur.

4. Kylfläkt enligt något av föregående krav, varvid ställdonet (20) är ett flu- iddrivet ställdon.

5. Kylfläkt enligt något av föregående krav, varvid ställdonet (20) innefattar en cylinder (22) och en kolvstång (24).

6. Kylfläkt enligt krav 5, varvid fläktrotorn (12) är roterbart lagrad vid kolv- stången (24).

7. Kylfläkt enligt krav 6, innefattande en teleskopisk axel (32, 52) för fläktro- torn (12), vilken axel sträcker sig genom ställdonet (20).

8. Kylfläkt enligt krav 6, varvid den teleskopiska axeln (32, 52) är en drivax- el för fläktrotorn.

9. Kylfläkt enligt krav 6 eller 7, varvid fläktrotom (12) är driven av en rem- transmission. 5%: ass 8

10. Kylfläkt enligt krav 9, varvid ett nav (40) hos fläktrotorn innefattar en rem- skiva för en drivrem (42) høs remtransmissionen.