SE538886C2 - Anordning för motorrumsventilation med hjälp av kylluftsfläkt - Google Patents

Abstract

Uppfinningen avser en anordning för ventilation av specielltett fordons (1) motorutrymme (2) företrädesvis innefattandeett hölje (7) som innesluter fordonets motor (3) och växel-låda (4), och ett kylluftsschakt (10) vilket leder lufttill/från ett kylarpaket (9). Uppfinningen uppnås genom atten ventilationskanal (13) är anordnad mellan motorutrymmet(2) och kylluftsschaktet (10) och vilken ventilationskanal(13) leder luft från motorutrymmet (2) till kylluftsschaktet(10), och att ventilationskanalens (13) utloppsöppning (14)är anordnad i kylluftsschaktets (10) luftström varvid en ejektorverkan uppnås i utloppsöppningen (14). (Figur l)

Description

Föreliggande uppfinning avser en ventilationsanordning förkylning av ett fordons motorutrymme, det så kallade drivline-utrymmet, och där ventilationen påverkas av kylluftsfläktenmen där luften som passerat kylarpaketet inte når motorut-rymmet. Uppfinningen är särskilt avsedd att kyla ett inne- slutet motorutrymme, separerat från fordonets kylarpaket, ochuppfinningen är speciellt avsedd för tyngre kommersiella fordon såsom bussar med bakmonterade motorer eller liknandefordon. Uppfinningen avser även ett fordon försedd med en ventilationsanordning enligt uppfinningen.

TEKNIKENS BAKGRUND Fordon utrustade med motorer med höga effekter har inte sällanproblem att ventilera bort överskottsvärme från motorutrymmet.Vissa delar av motorerna kan bli mycket varma, säsom t.ex. turboaggregatet, avgasgrenrör etc. och andra delar som ärplacerade i motorutrymmet såsom exempelvis gummidetaljer,kan med tiden skadas av packningar, elektriska ledningar etc. de höga temperaturerna. Speciellt bussar med bakmonterademotorer, där den kylande fartvinden inte direkt kan utnyttjasför att skapa luftflöden genom motorutrymmet eller genomkylarpaketet brukar fä problem med höga temperaturer i driv-lineutrymmet. I fordon med frontmonterade motorer kan ettkylande luftflöde lättare åstadkommas och där är problemet medhöga temperaturer mindre. På något sätt måste alltså ventila-tionen av motorutrymmet lösas. Ett idag vanligt förekommandesätt är att den luft som kylluftsfläkten drar in från omgiv-ningen och genom kylarpaketet också får passera in i motor-utrymmet. Den luften är dock redan varm i sig själv eftersom den tagit upp energi från kylarpaketet, t.ex. från kylvatten eller liknande (det sitter ju vanligtvis flera värmeväxlare i ett kylarpaket t.ex. för laddluft, vatten, olja etc.) vidpassagen genom kylarpaketet och den luften kyler/ventilerardärför motorutrymmet mindre effektivt eller t.o.m. värmer upp områden i utrymmet.

Enligt känd teknik finns även andra strategier att ventileraett motorutrymme. Det vanligaste sättet är alltsä att kyl-luftsfläkten suger in omgivningsluft genom kylarpaketet somsedan bläses/trycks in över drivlinans komponenter. Dettaskapar ett övertryck i motorutrymmet som sedan ventileras utgenom utloppsöppningar baktill i fordonets kaross, vanligenvia en eller flera högt placerade utloppsöppningar i fordonetsbaktill placerade motorlucka. Det är naturligtvis även möjligtatt anordna en kylluftsfläkt som istället trycker/suger luftenfrän motorrummet genom kylarpaketet. Ett undertryck bildas däi motorutrymmet som fär kallare omgivningsluft att sugas in imotorutrymmet via därför anordnade öppningar. Detta ger docksämre kylprestanda i kylarpaketet dä luften som gär genomkylarpaket har värmts upp när den flödar genom motorrummet.och leder dessutom till ett smutsigare motorrum eftersom enstor mängd dammig/smutsig luft dä sugs in i motorutrymmet. Isamtliga fall har alltsä fläktluften direkt tryckts in i eller sugits in i motorutrymmet för att kyla detta.

Dagens kända lösningar innebär att man tvingas välja mellanett varmt motorrum och bättre kylprestanda i kylarpaketetalternativt ett svalare motorrum med sämre kylprestanda i kylarpaketet och med ett smutsigare motorutrymme.

För att motverka dessa problem är det möjligt att separerakylluftsflödet genom kylarpaketet frän flödet genom motor-utrymmet. Men detta innebär att luftflödet kring motornriskerar att minska eller bli mer eller mindre stillastäendeoch oönskade och skadliga värmeansamlingar kan dä uppstä.

Detta är särskilt en riskfaktor vid drift i låga hastigheter vilket ofta förekommer i kommersiell trafik såsom i buss-trafik. Väl tilltagna ventilationsöppningar i anslutning tillfordonets motorutrymme kan motverka denna oönskade värmeupp-byggnad men effekten av det blir ofta otillräcklig och lederdessutom till en ofördelaktig ökad emission av ljud och somnämnts ett smutsigare motorutrymme, särskilt om inloppsareornagörs större.

Det är viktigt att dessa nackdelar reduceras. Stigande krav på lägre ljudemissioner leder också till att ventilationsöpp- ningarna i fordonets yttre kaross måste reduceras/minskas.

Problemet är alltså att konstruera ett ventilationssystem somminskar emissionen av störande ljud från fordonet men somsamtidigt leder till bättre kylning av både motorutrymme ochkylarpaketet och som ändå inte medför att mer smuts och damm leds in i motorutrymmet.

Det har tidigare gjorts en rad försök att lösa dessa problemoch att föreslå ett ventilationssystem som minskar emissionenav störande ljud från fordonet men som behåller eller förbätt-rar kylningen av både motorutrymme och kylarpaket utan att förden skull orsaka att mer smuts och damm leds in i motorutrymmet.

GB2045183 beskriver exempelvis ett kylsystem för en motorinnefattande en radiator och en kylfläktsmotor. Radiatorn ochkylluftsfläkten är separerade från motorrummet och den upp-värmda luften som passerat radiatorn leds ut ur fordonet ochtill omgivande luft utan att passera motorrummet. Man låteräven avgaserna blandas med denna luft och uppnår därmed enreduktion av störande ljud från fordonet. En nackdel med dettasystem är att motorrummet inte kyls effektivt. Dessutom måsteman här använda en del av kylluften till att kyla fordonets avgasrör.

SE532810 beskriver en anordning för motorrumsventilation sominnefattar ett kylarpaket samt en kylluftsfläkt som påverkar luftflödet genom kylarpaketet. Kylarpaketet är avskärmat frånmotorrummet och kylluftsfläkten suger luft även från motor-rummet genom en därför anordnad kanal eller öppning. Genomundertrycket som bildas i motorrummet sugs omgivningsluft in imotorrummet via åtminstone en öppning mellan motorrummet och fordonets utsida, och resulterar i att övertemperaturer imotorrummet undviks. En nackdel med detta system är att enstörre kylfläktsmotor måste användas så att den kan hanteraden större luftmängden. En större motor kräver mer energi för att drivas.

EP0735252 beskriver ytterligare ett kylsystem för en motor iett kommersiellt fordon. Motorrummet är avskilt frän kylsyste-met genom en ljudbarriär. Motorrummet och kylsystemet fär luftfrån omgivningen genom olika inlopp. Kylluftsfläkten ärförsedd med en diffusor som åstadkommer att luft sugs ävenfrån motorrummet och leds ut ur fordonet tillsammans medluften som passerat kylarpaketet. Nackdelen med detta systemär att även här krävs en större kylfläktmotor så att den förmår hantera den större luftmängd som måste flöda genom både kylarpaketet och motorrummet.

US6523520 beskriver ytterligare en annan variant av ett kyl-system för en motor som är avgränsad från kylsystemet. Enkylluftsfläkt placerad vid fordonets kylare suger luftsamtidigt genom kylpaketet och från motorn via ett därföranordnat kanalsystem. Kanalsystemet leder omgivningsluft förbispeciellt varma delar av motorn innan den leds ut genom en utloppsöppning i fordonet.

Känd teknik visar alltså inte något ventilationssystem somminskar emissionen av störande ljud från fordonet och som bibehåller eller förbättrar kylningen av både motorutrymme och kylarpaket och utan att orsaka att mer smuts och damm leds in i motorutrymmet.

SAMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Ett ändamål med uppfinningen är alltså att lösa ovan nämndaproblem och att påvisa ett ventilationssystem som minskaremissionen av störande ljud från fordonet till omgivningen mensom ändå samtidigt bibehåller eller förbättrar kylningen av både motorutrymme och kylarpaket.

Ett ytterligare ändamål med uppfinningen är att lösningen skall vara självreglerande, dvs. när motorutrymmet blir varmare skall ventilationen automatiskt öka.

Ett ytterligare ändamål med uppfinningen är att reduceraventilationsöppningarnas storlek och/eller antal i fordonets karossidor.

Ett ytterligare ändamål med uppfinningen är att ventilations-anordningen skall kräva så lite energi som möjligt för sin drift.

Ett ytterligare ändamål med uppfinningen är konstruktionenäven skall reducera mängden smuts och damm som leds in i motorutrymmet.

Ett ytterligare ändamål med uppfinningen är att lösningenskall vara principiellt enkel och delarna enkla och kostnads- effektiva att tillverka.

Dessa och ytterligare ändamål och fördelar uppnås enligt upp-finningen genom en ventilationsanordning definierad av de sär-drag som anges i den kännetecknande delen av de självständiga patentkraven l och 4%.

Uppfinningen är alltså särskilt avsedd för kommersiella fordonsåsom bussar men kan självklart användas för andra fordon så-som lastbilar, entreprenadmaskiner eller andra typer av fordondär det finns ett behov av en ventilationsanordning somminskar emissionen av störande ljud från fordonet men som ändåbehåller eller förbättrar kylningen av både motorutrymme ochkylarpaket utan att öka graden av nedsmutsning av motorut- rymmet.

Den uppfinningsenliga lösningen gäller framförallt i fordons-installationer där kylluftsfläkten är placerad i sidan avfordonet/bussen i ett separat kylluftsschakt. I en sådanmotorrumslayout där fläktluften från kylarpaketet leds in iett kylschakt separerat från motorutrymmet/drivlineutrymmetkommer den varma luften inte att blanda sig med luften imotorutrymmet och kylluftsfläkten kan därmed inte heller användas direkt för att skapa en ventilation av motorutrymmet.

Uppfinningen uppnås alltså genom att anordna en motorrums-ventilation i ett fordon innefattande en ventilationskanal,t.ex. ett rör, från motorutrymmets övre del och att ventila-tionskanalens utlopp är placerat i kylluftschaktet så att ettundertryck skapas i ventilationskanalen och därmed i motor-utrymmet. Undertrycket som skaps vid ventilationskanalensutlopp genererar alltså ett flöde ut ur ventilationskanalenoch därmed ut ur motorutrymmet som i sin tur resulterar i attomgivningsluft sugs in i motorutrymmet via åtminstone en öppning mellan motorutrymmet och fordonets utsida/undersida.

Luftinloppet till motorutrymmet placeras förslagsvis lågt, t.ex. vid eller nära fordonets kardanaxel. Den av motorn efterhand uppvärmda luften flödar ut genom ventilationskanalen varsinlopp företrädesvis är anordnat i motorutrymmets övre del ochdess utlopp är anordnat i kylluftsschaktet, exempelvis så attluften ut ur ventilationskanalen flödar väsentligen parallellt med kylluftsschaktets luftflöde.

Kylluftsfläktens rotationsriktning väljs med fördel sä attluften frän kylluftsfläkten kastas/trycks pä ett optimalt sättvia kylluftsschaktets tak och ut genom kylluftschaktetsutloppsöppning/galler anordnat i fordonets yttre kaross.Luftflödets hastighet blir dä som högst och huvudsakligen laminär nära taket och i bakre delen av kylschaktet. ”x . 1 ¿. _ _? ._ L. .fi XW)- 'g _.. ..-.L , i. , _, J. L u_.». t, \. u, ._ vil.. ;ïentilationskanalen utgöras av en eller fleraslitsar/spalter/springor anordnade i kylluftsschaktets inre i den vägg som är placerad mot motorutrymmet. Slitsarna vägg, utformas var och en c “' med en fläns, sned yta eller vinge, anordnad uppströms slitsen sä att filänsen är vinklad ,ryta vänd mot kylluftsschaktets luftström,denna anordnad i riktning med kylluftsschaktets luftström. varvid en öppning skapas bakom Kylluftsschaktets luftflöde som passerar med hög hastighetförbi denna slits och vinge skapar ett undertryck nedströms,genom ejektorverkan, med sig luft efter, slitsen och drar dä, från motorutrymmet.

Luftens hastighet i kylluftsschaktet, och därmed suget frän motorutrymmet, ökar automatiskt dä temperaturen i motor och/-eller i motorutrymmet ökar och systemet indikerar att mer kylning behövs.

Fördelar med den uppfinningsenliga konstruktionen är attdet uppstär en s.k. aktiv ventilation av motorutrymmet utanatt extra kylluftsfläktar behöver installeras. Kyleffekten förkylarpaketet påverkas i huvudsak inte och systemet använderdessutom principiellt ”förbrukad” kylluft för att skapa ettundertryck i ventilationskanalen/slitsen och därmed ett ökat sug frän motorutrymmet.

En ytterligare fördel med den uppfinningsenliga lösningen äratt det inte kommer att behöva utvecklas nägon ytterligaremjukvara för att ventilationen skall kunna styras utifränmotorns kylbehov. När motorn blir varm och via grundsystemet ”begär mer fläkt” för att fä ned temperaturen pä kylvattnet sä ökas automatiskt även suget ur ventilationskanalen. Då motornalstrar som mest värme kommer också luftflödet/suget att varasom störst. Det spelar heller ingen roll vilken typ av kylluftsfläkt, eller antalet kylluftsfläktar, som finns och används i fordonet.

Lösningen blir driftsäker samtidigt som den kräver ett för-hållandevis litet inbyggnadsutrymme i fordonet. Detta görlösningen billig att implementera vid exempelvis nyproduktion av fordon.

Ytterligare särdrag och fördelar med uppfinningen framgår av den följande, mer detaljerade, beskrivningen av uppfinningen samt av bifogade ritningar och övriga patentkrav.

KORTFATTAD RITNINGSFÖRTECKNING Uppfinningen beskrivs närmare nedan i några föredragna utför- ingsexempel med ledning av bifogade ritningar.

Figur 1 visar uppifrån en genomskärning av den bakre delen aven buss där bl.a. motorutrymmet och ett kylluftsschakt framgår och där en ventilationskanal enligt tidigare känd teknik visas.

Figur 2 visar principiellt samma skiss som i figur l men där ventilationskanalen består av en slits eller spalt.

BESKRIVNING AV FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMER Figur 1 visar alltså principiellt en genomskärning, sedd uppi- från, av den bakre delen av ett fordon l, här en buss, där bl.a. motorutrymmet 2 med dess motor 3 och växellåda 4 fram-går. En kardanaxel 5 överför vridmomentet från motorn 3 och dess växellåda 4 till drivhjulen 6.

Motor 3 och växelläda 4 är här inneslutna i ett gemensamtavskärmat hölje 7 som bildar ett väsentligen slutet motor-utrymme 2. Höljet 7 kan med fördel vara ljudisolerat med en därför avsedd matta (ej visad) företrädesvis anordnad pä höljets 7 insida.

Den uppfinningsenliga lösningen gäller speciellt för motor-installationer där en kylluftsfläkt 8 och kylarpaket 9 ärplacerade i ett separat kylluftsschakt 10 anordnat vid sidanav motorutrymmet 2. Eftersom kylluftsschaktet 10 är heltseparerat frän motorutrymmet 2 kommer den varma luften, sompasserat kylarpaketet 9, inte att blanda sig med luften som leds till motorutrymmet 2.

Luftinloppet 11 till motorutrymmet 2 är med fördel placeratlägt i fordonet 1, exempelvis som här nere vid kardanaxeln 5,och är lämpligen utformat sä att luft passerar in vid kardan- axelns 5 genomföring i väggen 12 till motorutrymmets hölje 7.

Den via luftinloppet 11 inströmmande luften flödar runt motorn3 och när den värms upp av motorns olika komponenter, säsom av turboaggregat, avgasgrenrör etc. (ej visade), stiger den medhjälp av konvektion uppät i motorutrymmet 2 och när höljetsI eller nära taket, är anordnat övre del eller tak (ej visat). en ventilationskanal 13 i form av ett rör. Ventilationskanalen13 sträcker sig frän motorutrymmet 2 och in i kylluftsschaktet10 och mynnar ut i detta via en utloppsöppning 14.Utloppsöppningen 14 kan med fördel vara vinklad och riktad säatt dess yttre del är anordnad parallellt medkylluftsschaktets 10 längdriktning och den i kylluftsschaktet 10 strömmande luften.

Vid utloppet av ventilationskanalen 13 bildas, flödet från kylluftsfläkten 8, genom luft-ett undertryck som skapas avden hastighetsökning som orsakas av luften som passerar ventilationskanalens 13 utloppsöppning 14. Detta skapar en ejektorverkan som drar med sig luft ut ur ventilationskanalen 13 och därmed ut ur motorutrymmet 2.

Figur 2 visar principiellt samma skiss som i figur 1 men här /J-y-w\.L\; b är ventilationskanalen 13 utformad enligt uppfinningen, som minst en slits i form av en urtagning (spalt eller springa) anordnad i kylluftsschaktets 10 inre vägg 15, dvs. i den vägg 15 som är placerad mellan motorutrymmet 2 och kylluftsschaktet 10. Slitsen kan lycmficlfig varaär försedd med en sned fläns 17 eller vinge som är vinklad ut från väggen 15och vars ytteryta är vänd mot luftströmmens flödesriktning ikylluftsschaktet 10. En ventilationskanal 13 skapas därmedbakom denna fläns 17 vilket genom den förbiströmmande luftenorsakar en ejektorverkan som drar med sig luft fränmotorutrymmet 2 in i kylluftsschaktet 10. Slitsensutloppsöppning 14 är därmed anordnadt nedströmskylluftsfläkten 8 och kylarpaketet 9. Eventilationskanalen 13kan bestå av flera slitsar med flänsar 17 placerade eftervarandra i väggen 15 (ej visat).En fördel med den beskrivna lösningen är att en aktiv ventile-ring av motorutrymmet 2 ästadkommes utan att extra kyllufts-fläktar 8 behöver installeras. Styrningen av luftflödet skerdessutom automatiskt och luftflödets kyleffekt är direktkopplad till hur mycket kylluftsfläkten 8 styrs ut av detbefintliga motorstyrsystemet. Lösningen minimerar kravet päinbyggnadsutrymme och häller ljudemissionerna frän fordonet 1 pä en låg nivå.

Beskrivningen ovan är i första hand avsedd att underlätta för-ståelsen för uppfinningen och är naturligtvis inte begränsadtill de angivna utföringsformerna utan även andra varianter avuppfinningen är möjliga och tänkbara inom ramen för uppfinn- ingstanken och efterföljande patentkravs skyddsomfång.

Claims (4)

11 PATENTKRÄV

1. Anordning för ventilation av speciellt ett fordons (1)motorutrymme (2) företrädesvis innefattande ett hölje (7) som(4), och ettkylluftsschakt (10) vilket leder luft till/från ett kylarpaket(9), (13)motorutrymmet (2) och kylluftsschaktet innesluter fordonets motor (3) och växellådaär anordnad mellan(10) ventilationskanal (13) utgörs av minst en urtagning eller varvid en ventilationskanal vilken slits anordnad i kylluftsschaktets (10) vägg och leder lufttill kylluftsschaktet (10),(13) (14) är anordnad i(10)uppnås i utloppsöppningen (14), kännetecknad av att(17) är vinklad ut från från motorutrymmet (2) (l5)varvidventilationskanalens kylluftsschaktets utloppsöppningluftström varvid en ejektorverkan urtagningen/slitsen är försedd med en fläns anordnad(17) väggen (15) så att dess ytteryta är anordnad vänd mot uppströms slitsen och att flänsen luftströmmens flödesriktning i kylluftsschaktet (10).

2. Anordning enligt patentkrav 1,kännetecknad av att ventilationskanalens är anordnad (13) (14)(9) och/eller kylluftsfläkten (8). utloppsöppningnedströms kylarpaketet

3. Anordning enligt något föregående patentkrav,kännotecknad avatt ventilationskanalens (13) utlopp från motorutrymmet (2) är anordnat vid eller nära höljets (7) övre del.

4. Fordon innefattande en anordning enligt något eller några av anordningskraven 1-6.