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Dokumentenidentifikation DE19857926A1 15.07.1999
Titel Ventilator eines Verbrennungsmotors
Anmelder Suzuki Motor Corp., Hamamatsu, Shizuoka, JP
Erfinder Nishio, Yasuaki, Hamamatsu, Shizuoka, JP
Vertreter Viering, Jentschura & Partner, 80538 München
DE-Anmeldedatum 15.12.1998
DE-Aktenzeichen 19857926
Offenlegungstag 15.07.1999
Veröffentlichungstag im Patentblatt 15.07.1999
IPC-Hauptklasse F01P 5/02
Zusammenfassung Ein Ventilator eines Verbrennungsmotors (8) weist auf der Abgasseite einen größeren Abstand zu dem Ventilatorrad (16) auf als auf der Ansaugseite. Mittels des größeren Zwischenraums (C1) auf der Abgasseite wird der Kühlluftstrom in dem Motorraum (4) auf der Abgasseite wirksam verstärkt. Dadurch herrscht im gesamten Motor (8) eine gleichmäßige Temperatur, so daß die Gefahr einer Beschädigung des Motors (8) infolge von Überhitzung verringert wird.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen Ventilator eines Verbrennungsmotors, und insbesondere einen Ventilator, von dem ein vor dem Verbrennungsmotor angeordneter Kühler gekühlt wird und dessen Ventilatorrad von einem ringförmigen Ventilatorgehäuse (Ventilatorzarge) umgeben ist, so daß zwischen dem Ventilatorrad und dem Ventilatorgehäuse ein Ringspalt ausgebildet ist.

Ein Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs wird von Wasser aus einem Kühler gekühlt. Das Wasser absorbiert die Wärme des Motors, erwärmt sich und wird von einer Kühlvorrichtung wie einem Ventilatorrad gekühlt. Das Ventilatorrad ist mittels einer Ventilatorwelle an dem Verbrennungsmotor befestigt. Der Kühler ist an der Vorderseite des Fahrzeugs befestigt. Ein Ventilatorgehäuse mit einem Ringkörper ist an dem Kühler befestigt und umgibt das Ventilatorrad in einem bestimmten Abstand.

Wie aus Fig. 7 bis 9 ersichtlich ist, ist ein Verbrennungsmotor 112 in einem Motorraum 104 im Inneren einer Karosserie 106 eines Fahrzeugs 102 in Längsrichtung angeordnet. Ein Ansaugkrümmer 108, z. B. als ein Teil der Ansaugbaugruppe, ist an der einen Seite des Verbrennungsmotors 112 befestigt, und ein Abgaskrümmer 110 ist an der anderen Seite angebracht. An der Vorderseite des Fahrzeugs 102 ist ein Ventilatorrad 116 mittels einer Ventilatorwelle 114 an dem Verbrennungsmotor 112 angebracht. Ein Kühler 120 ist auf einem Querträger 118 der Karosserie 106 dem Ventilatorrad 116 gegenüberliegend installiert. An dem Kühler 120 ist ein Ventilatorgehäuse 124 angebracht, das mit einem Ringkörper 122 versehen ist, der das Ventilatorrad 116 in einem bestimmten Abstand bzw. mit einem Zwischenraum C umgibt. Der Ringkörper 122 ist kreisförmig ausgebildet.

Der Abstand C zwischen dem Ventilatorrad 116 und dem Ring 122 des Ventilatorgehäuses 124 ist verhältnismäßig groß ausgelegt, z. B. 20-30 mm, da sich das Ventilatorrad 116 mit der Vibration des Verbrennungsmotors 112 mitbewegt. Die Lage der Mittelachse 114c der Ventilatorwelle 114, die auch die Mittelachse des Ventilators 116 bildet, stimmt annähernd mit der Lage der Mittelachse 122c des Ringkörpers 122 überein, die wiederum auch Mittelachse des Ventilatorgehäuses 124 ist.

Wenn das Fahrzeug 102 bei Fahrbahnstößen springt und wieder aufsetzt, bewegt sich der Verbrennungsmotor 112 aufgrund der federnden Lagerung des Verbrennungsmotors 112 um einen großen Betrag nach unten. Wie aus Fig. 10 ersichtlich ist, liegt die Mittelachse 122c des Rings geringfügig tiefer als die Mittelachse 114c der Welle, so daß der Kantakt zwischen dem Ventilatorrad 116 und dem Ringkörper 122 vermieden wird und der untere Abstand C3 größer ist als der obere Abstand C4.

Ein Ventilatorgehäuse dieser Art ist in der japanischen Gebrauchsmusterveröffentlichung Nr. 63-67620 beschrieben. In dieser Veröffentlichung hat die am Kühlerkörper festgelegte Ventilatorhaube einen elliptischen Querschnitt. Das kürzere Maß ergibt sich dabei als Summe aus dem Ventilatordurchmesser und einem bestimmten Abstand.

Bei der aus Fig. 7 ersichtlichen Anordnung des Verbrennungsmotors 112 in Längsrichtung-im Inneren des Motorraums 104 erwärmt sich die Abgasseite des Verbrennungsmotors 112 stärker als die Einlaß- bzw. Ansaugseite. Die vom Ventilatorrad 116 angesaugte Kühlluft gelangt aus dem Ringspalt C mit jeweils annähernd gleicher Geschwindigkeit zur Ansaug- und zur Abgasseite. Demzufolge herrscht im Motorraum 104 auf der Abgasseite eine höhere Temperatur. Es kann zum Wärmestau und als Folge zu einer Beschädigung des Motors kommen.

Durch die Erfindung wird ein Ventilatorgehäuse geschaffen, welches die Luft von einem Ventilatorrad in größerem Maße zu einer stärker zu kühlenden Seite leitet als zu einer anderen Seite.

Durch die Erfindung wird ein Ventilatorgehäuse für einen Verbrennungsmotor geschaffen, bei dem ein Abstand zu dem Ventilatorrad auf der Abgasseite des Motors größer ist als auf der Ansaugseite. Der größere Abstand auf der Abgasseite erhöht auf dieser Seite wirksam den Kühlluftstrom in dem Motorraum, so daß im gesamten Motor eine gleichmäßige Temperatur herrscht und die Gefahr einer Beschädigung des Motors infolge von Überhitzung verringert wird.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird ein Ventilatorgehäuse für einen Verbrennungsmotor eines Typs geschaffen, bei dem die Bauteile der Ansaugbaugruppe auf einer Ansaugseite und die Bauteile der Abgasbaugruppe auf einer Abgasseite angebracht sind, wobei ein Ventilatorrad mittels einer Welle vor dem Verbrennungsmotor drehbar ist, ein Kühler hinter dem Ventilatorrad angeordnet ist, das Ventilatorgehäuse das Ventilatorrad umgibt, so daß Kühlluft durch den Kühler geleitet wird, die Kühlluft nach dem Durchströmen des Kühlers auf den Verbrennungsmotor gelangt, und ein Ringspalt zwischen dem Ventilatorrad und dem Ventilatorgehäuse auf der Abgasseite größer ist als auf der Ansaugseite, so daß die Kühlluft vorzugsweise zur Abgasseite geleitet wird.

Nach einem Merkmal der Erfindung wird ein Ventilatorgehäuse für einen Verbrennungsmotor geschaffen, das einen Ringkörper mit einer Ringachse aufweist, wobei der Ringkörper um einen Umfang eines Ventilators angeordnet ist, das Ventilatorrad eine Ventilatorachse aufweist, der Ringkörper im wesentlichen kreisförmig oder elliptisch ausgebildet und dabei jedoch auf einer Seite ausreichend nach außen aufgeweitet ist, so daß eine Seite des Verbrennungsmotors im Vergleich zu einer anderen Seite desselben bevorzugt gekühlt wird.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird ein Ventilatorgehäuse geschaffen, mit dem ein Verbrennungsmotor gekühlt wird, wobei das Ventilatorgehäuse einen Ringkörper mit einer Ringachse aufweist, ferner einen Ventilatorrad mit einer Ventilatorachse, und der Ringkörper im wesentlichen elliptisch ist, die Ringachse gegenüber der Ventilatorachse versetzt ist, so daß eine Seite des Verbrennungsmotors im Vergleich zu einer anderen Seite desselben stärker gekühlt wird.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung stehen gleiche Bezugszeichen für jeweils die gleichen Elemente, und es zeigen:

Fig. 1 den Verbrennungsmotor nach einer Ausführungsfarm der Erfindung, in Draufsicht,

Fig. 2 den aus Fig. 1 ersichtlichen Kühler von hinten,

Fig. 3 den Ringspalt zwischen dem Ventilatorrad und dem Ringkörper nach Fig. 2, schematisch,

Fig. 4 einen Motorraum eines Fahrzeugs, in Draufsicht,

Fig. 5 den Ringspalt zwischen dem Ventilatorrad und dem Ringkörper nach einer alternativen Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 6 eine weitere Ausführungsfarm der Erfindung, die einen zusätzlich vorsehbaren Bereich mit erweitertem Ringspalt veranschaulicht,

Fig. 7 ein Fahrzeug nach dem Stand der Technik, in Draufsicht,

Fig. 8 einen Kühler nach dem Stand der Technik, von hinten,

Fig. 9 den aus Fig. 8 ersichtlichen Kühler in Draufsicht, und

Fig. 10 einen weiteren Kühler nach dem Stand der Technik, von hinten.

Erfindungsgemäß ist der Ringspalt zwischen dem Ventilatorrad und dem Ventilatorgehäuse auf der Abgasseite größer als auf der Ansaugseite, so daß die Kühlluftmenge auf der Abgasseite wirksam vergrößert und das Anstauen von Wärme auf der Abgasseite vermieden wird, wodurch Schäden infolge von Überhitzung verhindert werden. Eine Ausführungsform der Erfindung ist aus Fig. 1 bis 4 ersichtlich.

Das aus Fig. 4 ersichtliche Fahrzeug 2 kann ein Kraftfahrzeug mit Vierradantrieb sein. Im Inneren eines Motorraums 4 in einer Karosserie 6 ist ein Verbrennungsmotor 8 in Längsrichtung angeordnet, d. h. die Kurbelwelle des Fahrzeugs erstreckt sich im wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung.

Ein für die Ansaugbaugruppe stehender Ansaugkrümmer 10 oder dgl. ist an einer Seite des Verbrennungsmotors 8, z. B. der rechten Seite, angebracht. Ein für die Abgasbaugruppe stehender Abgaskrümmer 12 oder dgl. ist an der anderen Seite, z. B. der linken, angebracht.

Eine Kühlvorrichtung 14 weist einen Ventilatorrad 16 auf, der mittels einer Ventilatorwelle 18 in Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs 2 an dem Verbrennungsmotor 8 befestigt ist. Ein Kühler 22 ist dem Ventilatorrad 16 gegenüberliegend auf einem Querträger 20 der Karosserie 6 angeordnet.

Ein Ventilatorgehäuse 26 mit einem Ringkörper 24, der das Ventilatorrad 16 umgibt, ist an dem Kühler 22 befestigt. Der Ringkörper 24 kann z. B. annähernd kreisförmig ausgebildet sein.

Wie aus Fig. 2 und 3 ersichtlich ist, ist der Ringspalt C1 auf der Abgasseite größer als der Ringspalt C2 auf der Ansaugseite. Das wird dadurch erreicht, daß die Mittelachse 24c des Ringkörpers 24 um einen Betrag L gegenüber der Mittelachse 18c der Ventilatorwelle 18 versetzt ist.

Die Ausführungsform wird folgendermaßen betrieben:

Der Ringspalt C1 auf der Abgasseite ist größer als der Zwischenraum C2 auf der Ansaugseite. Das hat zur Folge, daß sich die Kühlluftmenge auf der Abgasseite des Motorraums 4 wesentlich erhöht und die Teile der Abgasbaugruppe wie den Abgaskrümmer 12 kühlt. Die im Motorraum 4 gestaute Warmluft wird mit der Kühlluft vermischt und die Temperatur auf der Abgasseite sinkt, so daß im Inneren des Motorraums 4 eine annähernd gleichmäßige Temperatur herrscht und Schäden infolge von Überhitzung verhindert werden.

Die Kühlluftmenge auf der Abgasseite wird erhöht, ohne daß dafür Inneren des Motorraums 4 besondere Teile notwendig sind. Der Aufbau ist damit einfach und kostengünstig.

Wie aus Fig. 5 ersichtlich ist, ist zusätzlich zu dem elliptisch ausgebildeten Ringkörper 24 die Mittelachse 24c des Rings um einen Betrag L gegenüber der Wellen-Mittelachse 18c versetzt. Somit ist der abgasseitige Zwischenraum C1 im Vergleich zum ansaugseitigen Zwischenraum C2 noch größer als im vorher beschriebenen Fall.

In Fig. 6 liegt die Ring-Mittelachse 24c koaxial zur Wellen-Mittelachse 18c, d. h. der Versatz L ist Null. Der Ringkörper 24 kann entweder kreisförmig oder elliptisch sein. Auf der Abgasseite ist ein Bereich 28 mit vergrößertem Zwischenraum ausgebildet, so daß der abgasseitige Zwischenraum C1 lokal vergrößert ist. Damit wird ein gerichteter Kühlluftstrom bewirkt, so daß der Luftstrom zur Abgasbaugruppe verstärkt und die Temperatur auf der Abgasseite des Motorraums 4 wirksam verringert wird.

Bei der beschriebenen Erfindung ist der Ringspalt zwischen dem Ventilatorrad und dem Ringkörper auf der Abgasseite des Verbrennungsmotors größer als auf der Ansaugseite. Demzufolge wird die Kühlluftzufuhr auf der Abgasseite wirksam erhöht, so daß Wärmestauungen vermieden und Schäden am Motor infolge von Überhitzung verhindert werden.

Der Aufbau ist einfach und kostengünstig, da die Kühlluftzufuhr auf der Abgasseite erhöht wird, ohne daß dafür besondere Teile erforderlich sind.


Anspruch[de]
  1. 1. Ventilator eines Verbrennungsmotors (8), wobei der Verbrennungsmotor (8) von einem Typ ist, bei dem die Bauteile der Ansaugbaugruppe (10) auf einer Ansaugseite und die Bauteile der Abgasbaugruppe (12) auf einer Abgasseite angebracht sind, mit einem mittels einer Welle (18) angetriebenen Ventilatorrad (16), das vor dem Verbrennungsmotor (8) hinter dessen Kühler (22) angeordnet ist und das von einem Ventilatorgehäuse (24) umgeben ist, so daß Kühlluft gegen den Kühler (22) geblasen wird und die Kühlluft an den Verbrennungsmotor (8) gelangt, wobei der Ringspalt (C1) zwischen dem Ventilatorrad (16) und dem Ventilatorgehäuse (24) auf der Abgasseite größer ist als auf der Ansaugseite, so daß die Kühlluft bevorzugt zur Abgasseite geleitet wird.
  2. 2. Ventilator eines Verbrennungsmotors nach Anspruch 1, wobei

    das Ventilatorrad (16) eine Ventilatorachse aufweist,

    das Ventilatorgehäuse (24) eine Gehäuseachse aufweist, und

    die Gehäuseachse zu der Abgasseite hin versetzt ist, so daß der Zwischenraum (C1) auf der Abgasseite gegenüber dem Zwischenraum (C2) auf der Ansaugseite vergrößert ist.
  3. 3. Ventilator nach Anspruch 1, wobei

    das Ventilatorgehäuse (24) einen Zwischenraumbereich (28) in seinem Inneren aufweist, und

    der Zwischenraumbereich (28) lokal vergrößert ist, so daß Kühlluft vorzugsweise zu der Abgasseite geleitet wird.
  4. 4. Ventilator nach Anspruch 3, wobei das Ventilatorgehäuse (24) mit Ausnahme des Zwischenraumbereichs (28) im wesentlichen kreisförmig ausgebildet ist.
  5. 5. Ventilator nach Anspruch 1, wobei

    das Ventilatorgehäuse (24) eine im wesentlichen elliptische Form aufweist,

    eine Hauptachse der Ellipsenform auf einer Linie zwischen der Ansaugseite und der Abgasseite liegt,

    das Ventilatorrad (16) eine Ventilatorachse aufweist,

    das Ventilatorgehäuse (24) eine Gehäuseachse aufweist, und

    die Gehäuseachse zu der Abgasseite hin versetzt ist, so daß der Zwischenraum (C1) auf der Abgasseite im Vergleich zu dem Zwischenraum (C2) auf der Ansaugseite vergrößert ist.
  6. 6. Ventilator für einen Verbrennungsmotor (8) mit

    einem Ringkörper (24) mit einer Ringachse (24c), wobei der Ringkörper (24) um einen Umfang eines Ventilators (16) angeordnet ist,

    das Ventilatorrad (16) eine Ventilatorachse aufweist,

    der Ringkörper (24) im wesentlichen kreisförmig oder elliptisch, dabei jedoch auf einer Seite genügend stark nach außen aufgeweitet ist, so daß eine Seite des Verbrennungsmotors (8) gegenüber einer anderen Seite desselben bevorzugt gekühlt wird.
  7. 7. Ventilator nach Anspruch 6, wobei die Ventilatorachse im wesentlichen koaxial zu der Ringachse (24c) liegt.
  8. 8. Ventilator zum Kühlen eines Verbrennungsmotors (8) mit

    einem Ringkörper (24) mit einer Ringachse (24c),

    einem Ventilatorrad (16) mit einer Ventilatorachse, und

    wobei der Ringkörper (24) im wesentlichen elliptisch ist,

    wobei die Ringachse (24c) gegenüber der Ventilatorachse versetzt ist, so daß eine Seite des Verbrennungsmotors (8) gegenüber einer anderen Seite desselben verstärkt gekühlt wird.






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