FLOW ADVANTAGEOUS CONSTRUCTION OF AN ENCLOSURE FOR THE REDUCTION OF THE FAN AND ENGINE NOISE OF AN INTERNAL-COMBUSTION ENGINE WITH LIQUID COOLING

Abstract: 1. A liquid-cooled low-noise combustion engine having an enclosure which receives the engine and associated fan and which has such a widening near the fan air exit as to make possible an inclined air exit (with a radial component) a in the case of an unenclosed fan, characterized in that : the enclosure has at the fan exit a conical widening which follows the streamline pattern associated with the unenclosed fan, and the cross-section of the enclosure immediately adjacent the widening gradually narrows to a cross-section conditioned by operating considerations (cooling air throughput, noise emission).

Description: Strömungsgünstige Konstruktion einer Kapsel für die Dämmung des Lüfter und Motoren Geräusches bei Verbrennungsmotoren mit Flüssigkeitskühlung Die Erfindung betrifft eine Kühlanlage für eine flüssig keitsgekühite Verbrennungskraftmaschine mit einem oder mehreren Kühlern und einem den Kühlern zugeordneten Lüfter. In der Mehrzahl der Fälle ist dabei die Anordnung der Bauteile wie in Abb. t dargestellt. Die Kühlluft wird vom Lüfter 3 über die Luftführung 2 durch den Wasserkühler 1 (und, wenn vorhanden, den Ladeluftkühler 5) angesaugt. Sie verlässt den Lüfter bei geringem Druckverhältnis am Lüfter in vorwiegend axialer Richtung gemäss W1 und bei höherem Druckverhäl tnis (bedingt durch Bauart des Wasserkühlers 1, oder durch Vorschalten eines Ladeluftküherls 5) gemäss iX2 mit starker radialer Geschwindigkeitskomponente. Anschliessend umströmt die Luft frei den Motor 4. Bei dieser Anordnung ragt der Lüfter in der Regel hinten etwas aus der Luftführung 2 heraus. Will man nun (unabhängig davon, ob der Motor schon gekapselt ist, oder nicht) die Lärmquelle Lüfter Kapseln, so steht gemäss gegenwärtigem Stand der Technik eine Lösung mit Kapsel 6 zur Verfügung (Abb. 2) die im Bereich des Luftaustritts aus dem Lüfter zylindrisch ausgeführt ist und je nach Bedarf auch über den Motor hin fortgesetzt werden kann. Diese Lösung hat den Nachteil, dass die Radialkomponente der Luftgeschwindigkeit am Lüfteraustritt unterdrückt wird und damit der Wirkungsgrad des Lüfters und die Leistungsfähigkeit der Kühlanlage zurückgehen. Es entstehen somit Mehrkosten für grössere Kühler oder Lüfter und bei letzteren zusätzliches Geräusch und höheren Kraftstoffverbrauch. Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Kühl luft- führung, die die Leistungsfähigkeit der Kühlanlage möglichst wenig herabsetzt. Gelöst wird die Aufgabe durch die in Abb. 3 dargestellte Anordnung: Es wird eine Kapsel ausführung 12 vorgeschlagen, die dadurch gekennzeichnet ist, dass sie im Bereich des Luftaustritts aus dem Lüfter eine Erweiterung aufweist, die den schrägen Luftaustritt (mit radialer Geschwindigkeitskomponente) wie im Falle des ungekapselten Lüfters (Abb. 2) ermöglicht. Eine verbesserte Ausführung ist in Abb. 4 dargestellt: Die Kühlluftführung wird im Bereich des Lüfteraustritts mit einer konischen Erweiterung 7 versehen, die dem Stromlinienverlauf im Falle des ungekapselten Lüfters folgt und stror,1- abwärts allmählich (mit geringen Strömungsverlusten) auf den gewünschten Querschnitt verengt wird. Weiterhin wird bei erhöhtem Gegendruck (lange Kapsel), bzw. bei Lüftern mit starker radialer Komponente der Luft geschwindigkeit am Austritt, eine Verkleidung 8 der Lüfterrückseite, wie in Abb. 4 dargestellt, vorgeschlagen. Dadurch werden die in Abb. 5 unten dargestellten Sekundärströmungen unterbunden. Es entstehen günstigere Ströniungs- verhältnisse (Abb. 5 oben) und der Wirkungsgrad des Lüfters wird besser. Dadurch wird der negative Einfluss der längeren Kühlluftführung (z. 6. über den Motor hinweg, grössere Strömungswiderstände)zum Teil aufgehoben. Die Formgebung der Randbezirke der Verkleidung am Lüfteraustritt erfolgt gemäss dem Stromlinienverlauf bei ungekapseltem Lüfter. Die Vergrösserung des Strömungsquerschnittes stromabwärts sollte dabei möglichst allmählich erfolgen. Im Mittelbezirk der Verkleidung ist deren Form zweckmässig den jeweiligen Konturen des Lüfters bz, der Lüfterschaufeln angepasst. In den Abb. 4 bis 8 ist dieser Mittel bezirk flach gestaltet, er kann aber auch jede andere zweckentsprechen- de Form annehmen. Der Bereich hoher Strömungsgeschwindigkeiten am Lüfteraustritt sollte möglichst frei von Unstetigkeiten in der Formgebung (von Kapsel und Verkleidung) und von Strömungs hindernissen (Bauteilen) gehalten werden, die dort zusätzlich Geräusch erzeugen können. Unvermeidbare Strömungshindernsse sollten aus diesem Grund möglichs weit stromab, im Bereich der verlangsamten Strömun angeordnet werden. Sollte dies nicht möglich sein, und en stand wie in Abbildung 6 (Leitunq 9) eintreten, so ist die Verkleidung 10 der Lüfterrückseite zu verkürzen, um in Bereich des Bauteils grössere Strömungsquerschnitte und damit kleinere Strömungsgeschwindigkeiten zu erzielen. Pie Verkleidung an der Rückseite des Lüfters sollte möglichst nahe dan diesen herangeführt werden. Sie kann auch zusammen mit dem Lüfter eine Einheit bilden: Abb. 7 (hier; Verklei dung 11). Eine vereinfachte Ausführung der in Abb. 7 dargestellten Variante ist in Abb. 8 wiederqegeben: Hier ist von der Lüfterkapsel nur der erste Teil mit stetig wachsendem Querschnitt beigehalten worden und Motor und Getriebe mit einer Ausführung ähnlich Kapsel 12, Abb. 3 umqeben worden.

Claims: Patentansprüche 1. Strömungsgünstige Konstruktion einer Kapsel für die Dämmung des Lüfter- und Motoren-Geräusches bei Ver brennungsmotoren mit Flüssigkeitskühlung, dadurch ge kennzeichnet, dass der Lüfter nicht aus der Kapsel herausragt und die Kapsel im Bereich des Luftaus tritts aus dem Lüfter eine Erweiterung aufweist, die den schrägen Luftaustritt (mit Radialkomponente) wie im Falle des ungekapselten Lüfters ermöglicht. 2. Lüfterkapsel für Kühlanlagen für Verbrennungsmotoren mit Flüssigkeitskühlung wie unter Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapsel am Lüfteraustritt eine konische Erweiterung aufweist, die dem Stromlinien verlauf bei ungekapseltem Lüfter folgt. 3. Lüfterkapsel gemäss Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, dass der Querschnitt der Kapsel im An schluss an die Erweiterung allmählich auf einen bau lich und funktionell (Kühlluftdurchsatz, Geräusch abstrahlung) bedingten Querschnitt verengt wird. 4. Kreisförmige Verkleidung der Lüfterrückseite zur Unterbindung von Sekundärströmungen, dadurch ge kennzeichnet, dass die Verkleidung möglichst dicht an den Lüfter herangeführt wird und im Bereich des Luftaustritts den Stromlinienverlauf nicht gegen über jenem bei unverkleideten Lüfter ändert, bzw. sich ihm anpasst. 5. Kombination der Verkleidung gemäss Anspruch 4 mit einer Lüfterkapsel gemäss Anspruch 1, 2 oder 3. 6. Kombination von Lüfterkapsel und Verkleidung gemäss Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass beide strom ab derart verlängert werden, dass eine Beruhigungs strecke mit allmählich wachsendem Querschnitt ent steht. 7. Kombination von Lüfterkapsel und Verkleidung gemäss Anspruch 5 oder Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass genügend weit stromauf vor unvermeidbaren Hindernissen (Bauteilen) im Luftstrom ein grosser Strömungsquerschnitt geschaffen wird und die Strömung dadurch so stark verlangsamt wird, dass die Hindernisse keine zusätzlichen Geräusche erzeugen. 8. Kreisförmige Verkleidung der Lüfterrückseite gemäss Anspruch 4, 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der nahe der Lüfterrückseite befindliche Teil mit dem Lüfter eine Einheit bildet. 9. Kombination der Verkleidung gemäss Anspruch 8 und einer Lüfterkapsel gemäss Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, dass die Lüfterkapsel konisch oder nahezu konisch ist und ihr Querschnitt in Strömungsrichtung stetig wächst, sowie dadurch, dass Lüfterkapsel, Motor und Getriebe in einer gemeinsamen grossen Kapsel untergebracht sind (Abb. 8).

Inventors: BUDDENHAGEN, UWE, DR. DIPL.-ING., STIGLMAIER, MANFRED, ING. GRAD.
Applicants: M A N  NUTZFAHRZEUGE GMBH
Application year: 1983
Main classification: F01P5
IPC codes: F01P11, F01P5