DE2826697A1

DE2826697A1 - Luftgekuehlter kuehler fuer kraftfahrzeugmotoren

Info

Publication number: DE2826697A1
Application number: DE19782826697
Authority: DE
Inventors: Richard Edward Longhouse
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 1977-07-01
Filing date: 1978-06-15
Publication date: 1979-01-11
Also published as: GB2000477A; US4181172A; DE7818243U1; AU3713378A; AU522558B2; CA1095476A; DE2826697C2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen luftgekühl- ;

ten Kühler für Eraftfahrzeugmotoren mit stromabwärts des .

Kühlers angeordnetem Lüftorrad mit radialen über den Umfang ■

verteilten Schaufeln_e ·

Infolge der Zunahme zusätzlicher Hilfsgeräte an j

Kraftfahrzeugen, Zugmaschinen und Bussen werden laufend hö— ^:

here Kühlanforderungen gestellt, wodurch sich eine Geräusch-!

Steigerung durch das Lüfterrad ergibt₀ Andererseits werden ;

die behördlichen Anforderung bezüglich der Geräuscharmut i

laufend erhöht_o Es wird daher notwendig, den Geräuschpegel \

auf annehmbare Werte zu senken, ohne jedoch die Kühlkapazi- ! tat des Kühlers zu beeinträchtigen,, ■

Es ist allgemein bekannt, dass ein geringes Spiel j zwischen den Schaufeispitzen eines Lüfterrads der Propellerbauart zu der es umgebenden Ummantelung einen besseren Wirkungsgrad des Lüfterrads bedingt und zugleich geringe Geräusche verursachte Bedingt durch die Herstellungstoleranzen und der Relativbewegung zwischen Lüfterrad und Ummantelung sind jedoch im allgemeinen mittlere bis starke Spiele, üb-IiCh₆ Die dadurch bedingte Wirbelung ist Ursache für Geräusche, die einen wesentlichen Anteil am Gesamtgeräusch haben_o Zur Schaffung eines wirtschaftlichen Aufbaus mit gutem Wirkungsgrad ist daher eine Bauart anzustreben, bei der

der Rückstrom der Luft in stößfreier Weise effolgt, d_oh„ |

ohne Aufteilung des Luftstroms und ohne Turbulenzen und damit!

mit geringer Geräuschbildung₀

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Es ist ferner bekannt, dass durch Anordnung eines Abschlußrings an den Spitzen der Schaufeln des lüfter-+ rades ein Spiel zu der umgebenden Ummantelung vermieden v/erden kann und damit Geräusche infolge der Verwirbelung j

i der rückströmenden Luft zu vermeiden sind,, Ist der AbsdiLuß- , ring aber nicht genau geformt, so stört der Rückfluß der Luft zu Zustrom der Luft zum Lüfterrad entweder durch unstetige Beeinflussung oder Trennung des Luftstroms am Ein— laßende des umlaufenden Rings_o Hierdurch werden Rotations— geräusche gebildet_o

Bei einer derartigen Ausgestaltung den Rückfluss der Luft zu steuern, ist beispielsweise durch die US-PS 3 842 902 versucht worden, indem zwischen dem Abschlußring und der Ummantelung eine labyrinthähnliche Dichtung voggesehen wird_o Versucht haben jedoch gezeigt, dass eine gewisse Unstetigkeit des Luftstromes und damit ein gewisses Rotationsgeräusch in Kauf genommen werden muss_o

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, sowohl Geräusche auf Grund der Wirbelung als auch Rotationsgeräusche wesentlich zu verringern,,

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass mit den Spitzen der Schaufeln des Lüfterrades j ein Abschlußring verbunden ist, der einen Mantel und ein j glockenförmiges Einlaßteil aufweist, um Geräusche auf Grund der Yfirbelung und des Spitzenspiels der Schaufeln zu verhindern, und dass stromaufwärts des Einlaßteils ortsfeste

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Flächen am Kühler vorgesehen sind, die von dem Einlaßteil des Abschlußrings einen Abstand haben, der kleiner als der Krümmungsradius des Einlaßteils ist, um einen Spalt zu bilden, der einen stoßfreien Rückstrom der Luft um den Abschlußring in den Förderstrom des lüfterrads bedingt, wodurch eine Unstetigkeit des Stroms und dadurch bedingte Rotationsgeräusche im wesentlichen beseitigt werden,.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen„

Durch die erfindungsgemässe Ausbildung wird bei gutem Wirkungsgrad des Lüfterrades ein geräuscharmer Lauf er-! reicht.

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellte In den Zeichnungen zeigen

Figo 1 eine perspektivische Darstellung eines Kühlers und eine» Motors für ein Kraft— fahrzeug mit einem Lüfterrad nebst Ummantelung mit auseinander gezeichneten Teilen, Figo 2 einen Teilschnitt durch Figo 1 , Pigο 3 einen ^eilschnitt durch eine abgewandelte

Bauform und

Figo 4 einen Teilschnitt durch eine weitere abgewandelte Bauform₀

Eine in Fig„ 1 dargestellte Antriebsmaschine 10 für ein Kraftfahrzeug weist am vorderen Ende einen üblichen

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Riemenantrieb 12 auf, über den Hilfsgeräte angetrieben werden, zu denen auch ein Lüfterrad 14 gehört, d&f auf einer angetriebenen Welle 15 sitzt₀ Das Lüfterrad kann vom Propellertyp oder axial durchströmt sein₀ Neben dem Lüfterrad 14 liegt ein Kühler 16, mit dem eine Ummantelung 18 des Lüfterrads über Lappen 19 am rechteckigen Aussenumfang 20 der Ummantelung verbunden ist₀ Ein Abschlußring 22 ist mit den Spitzen der Schaufeln 24 des Lüfterrads 14 verbundene Wie Figo 2 zeigt hat die Ummantelung 18 einen j glockenförmigen Einlaß 26 der 'in kreisförmiger Austritts-

; - kante 28 endet, die Stromaufwärts der Schaufeln 24 liegt«

' Der Abschlußring 22 besteht aus einem Mantel 29 und einem

glockenförmigen Einlaßteil 30, das einen Radius R hat, aber

; auch andere Gestalt aufweisen kann, so dass 'ein vorgegebener

Mindestabstand zwischen der Austrittskante 28 und dem Ein— laßteil 30 in Form eines Spaltes ß ergibt„ Die Größe dieses Spalts 0 ist aus den ^erstellungstoleranzen und der ReIa-

! tivbewegung der Lüfterradachse zur ortsfesten Ummantelung

' zu ermitteln,, ι

Die kreisförmige Austrittskante 28 der Ummantelung hat einen Durchmesser D, der etwa dem Innendurchmesser des

Abschlußringes 29 entspricht. Im allgemeinen werden die Ro- j tationsgeräusche um so kleiner je grosser der Radius R istj ; Die Grosse des Radius R ist aber aus betrieblichen Gründen j "begrenzte Bei einem Spalt G in der Größe von 3,175 mm bei ; einem Lüfterrad kleinen Durchmessers wäre der Radius R am i vorteilhaftesten mit etwa 6,35 mm zu wählen₀ Bei einem '

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Spalt G von 11,11 mm eines Lüfterrads für eine schwere Zug-;

maschine oder einen Bus kommt ein Radius R von 19,05 mm in j

Betrachte \

Yersuche haben gezeigt, dass die Ummantelung 18 j

j den Rückfluss der Luft an der Wandung des Einlaßteils 30 j hält, -wenn dieser durch den Spalt C tritt, so dass der j Eintritt in den Pörderstrom des Lüfterrads 14 stoßfrei ! ohne Turbulenzbildung aäär Abtrennung des Stroms erfolgt,
wodurch eine erhebliche Minderung der Roi&tionsgeräusche
eintritto Dies ist besonders bei Bauarten der Pail, bei

denen grosse Spitzenspiele an der Schaufelspitzen vorge-< I sehen sind, woe bei Lüfterrädern für Zugmaschinen und Busse.

Es wurden ferner ^ersuche in einem Windkanal j

ι mit einer bauart nach Fig„2 gefahren, wobei ein Lüfterrad

mit einem Durchmesser von 355 nun verwendet wurde, dessen
Abschlußring ein Einlaßteil 30 mit einem Radius R von 25,4 mm aufwies, während die ortsfeste Ummantelung einen Krümmungsradius von 102 mm hatte₀ Es wurden verschieden grosse Spalte G eingestellte

Zum Vergleich wurde versuchsweise ein Lüfterrad mit einer
einfachen ortsfesten Ummantelung untersucht und zwischen
diesen ein unterschiedliches Spiel S eingestellt«,

Diese Versuche hatten folgende Ergebnisse:

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Gemessener Schaiäruckpegel in Decibel bei einer Drehzahl des Lüfterrades von 3 600 U/min

Ströungs- koeffo	Spalt 1,14 mm	C 5,59 mm	9,91 mm	Spiel 0,76	S 4,71	8,2
o,0625	91,5	89,5	88,0	9Ö,o	89,5	89.
0,075	88,0	86,5	85,5	91,5	89,5	89,
0,10	81,5	84,0	86,0	89,5	90,0	90,
0,125	79,0	82,5	85,0	87,5	90,5	92
0,15	79,0	82,0	85,0	85,0	92,0	93
0,175 .	80,0	81,0	82,5	80,0	91,0	91
0,20	81,0	80,0	80,0	77,5	89,0

Mit wenigen Ausnahmen ist also die erfindungs· gemässe Bauart geräuscharmer als die bekannte Ausführung mit einfacher Ummantelung,, Ferner ist der Betrieb um so geräusch· ärmer je kleiner der Spalt ist_e Die im Versuch untersuchten Spalte von 1,14 mm und Spiele von 0,76 mm sind zwar für den praktischen Einsatz zu klein um eingesetzt werden zu können, die ermittelten Werte zeigen aber den erwähnten Einfluss auf die Geräuschbildungβ

Bei der Ausführungsform nach Figo 3 ist die ortsfeste Ummantelung 32 so ausgebildet, dass sie sich im wesentlichen radial einwärts von dem Aussenumfang 34 ausgehend erstreckt und in einer Kreisförmigen inneren Kante 36 endet, die stromaufwärts vor dem glockenförmigen Einlaß« teil 30 des Abschlußrings liegte Der Durchmesser der Kante 36 ist D¹ und entspricht etwa dem Innendurchmesser des Ab—

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schlußrings 29 ₀ Der Radius R¹ und der Spalt G* sind wie bei der Ausführungsform nach Figo 2 gewählte Diese Bauform ist "besonders geeignet, wenn zwischen Kühler 16 und Lüfterrad nur ein begrenzter Raum zur Verfügung steht»

Die Ausführungsform nach Figo 4 ist "besondere für Kleinwagen geeignet, "bei der Kühler und der Motor nur wenig Platz für das lüfterrad freilassen, wobei Lüfterrad und Kühler verhältnismässig kleine Abmessungen haben,, BfcLe ortsfeste Ummantelung ist in diesem "Falle forjgelassen_o Das glockenförmige Einlaßteil 30 des Abschlußrings des Lüf~ terrads h_at hier einen bestimmten Abstand G" Von der Rückwand des Kühlers 16, wobei der Radius R" und der Spalt G" die gleiche Größe haben wie bei der Ausführungsform nach Figo2. Der Kühler ersetzt hier die feste Ummantelung in gewissem Ausmassβ

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Claims

Patentanwalt
Dipl.-!ng.K.Walthif

Bolivarallee 9 toocco^

10C0 BERLIN 19 2826697

15 οJuni 1978 W-w-3279

General Motors Corporation , Detroit , (Mich_o) V₀St₀A.

L uftgekühlter Kühler für Kraftfahrzeugmotoren

Patentansprüche :

(t). Luftgekühlter Kühler für Kraftfahrzeugmotoren mit stromabwärts des Kühlers angeordnetem Lüfterrad mit radialen über den Umfang verteilten Schaufeln, dadurch gekennzeichnet , dass mit den Spitzen der Schaufeln (24-) des Lüfterrades (14) ein Abschlußring (22) verbunden ist, der einen Mantel (29) und ein glockenförmiges Einlaßteil (30) aufweist, und dass stromaufwärts des Einlaßteils ortsfeste Flächen (18,26,28) am Kühler (16) vorgesehen sind, die von dem Einlaßteil des Abschlußrings einen Abstand haben, der kleiner als der Krümmungsradius (R) des Einlaßteils ist, um einen Spalt (G₁C¹JG") zu bilden, der einen stoßfreien Rückstrom der Luft um den Abschlußring in den Förderstrom des Lüfterrades bedingte

2ο Kühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ortfesten Flächen (18,26,28) eine Ummantelung bilden, deren Aussenrand (20) mit dem Kühler (16) verbunden ist, und

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ORIGINAL INSPECTED

deren Innenrand (28) eine kreisringförmige Öffnung stromaufwärts des Einlaßteils (30) des Abschlußrings (22) begrenzt, die den Spalt (0) zwischen diesen Teilen bedingte 3 ο Kühler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das auf einer angetriebenen Welle (15) sitzende Lüfterrad (14) stromabwärts des Kühlers (16) an-

geordnet ist₀

4ο Kühler nach einem der vorhergehenden Ansprü— ehe, dadurch gekennzeichnet, dass die Ummantelung (32) im ; wesentlichen lotrecht und parallel zur rückwärtigen Fläche j

des Kühlers (16) angeordnet ist_o '

ι 5ο Kühler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da- [

durch gekennzeichnet, dass die rückwärtige Fläche des Küh— I

lers (16) selbst die ortsfeste Fläche der Ummantelung ist. !

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