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Die
Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung
für ein
motorgetriebenes Fahrzeug und insbesondere eine Kühlvorrichtung
für ein
motorgetriebenes Fahrzeug zur Verwendung in gewerblichen Fahrzeugen, die
einen Kühler
sowie einen Ladeluftkühler
mit einem erhöhten
Wirkungsgrad kühlen
kann.
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Gewerbliche
Fahrzeuge, zu denen z. B. Gabelstapler, Bagger und Minibagger gehören, sind
mit einer Kühlvorrichtung
zum Kühlen
eines Motors versehen. Wie in 1 dargestellt
ist, umfasst eine typische Kühlvorrichtung
einen Kühler 5,
der in einem Motorraum 3 einer Fahrzeugkarosserie 1 vorgesehen
ist, und einen Lüfter 7,
der Luft zum Kühler 5 bläst. Der
Lüfter 7 ist
so entworfen, dass er die im Motorraum 3 vorhandene Luft
ansaugt und dann zum Kühler 5 lenkt,
um dadurch das Kühlwasser,
das durch den Kühler 5 zirkuliert,
zu kühlen.
Nachdem sich die Luft durch den Kühler 5 bewegt hat,
wird sie durch eine hintere Öffnung
des Motorraums 3 in die Umgebung der Fahrzeugkarosserie 1 entladen.
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Die
Kühlvorrichtung
dient außerdem
zum Kühlen
eines Ladeluftkühlers 9,
der seinerseits wirkt, um Saugluft vor ihrem Eintritt in eine Verbrennungskammer
eines Motors 8 zu kühlen.
Insbesondere moderne Gabelstapler sind mit dem Ladeluftkühler 9 ausgestattet,
der die Ansaugluft, die mit Druck beaufschlagt und in den Motor 8 eingeleitet
wird, kühlt,
um den Verbrennungswirkungsgrad eines Kraftstoff-Luft-Gemisches
zu verbessern. Der Ladeluftkühler 9 wird
durch den Luftstrom gekühlt,
der vom Lüfter 7 der
Kühlvorrichtung
zugeführt
wird. Wie in 1 erkannt werden kann, sind
die Abmessungen des Ladeluftkühlers 9 geringer
als jene des Kühlers 5 und
er ist typischerweise vor dem Kühler 5 in
einer zueinander parallelen Beziehung angeordnet.
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Bei
der Kühlvorrichtung
nach dem Stand der Technik, die oben angegeben ist, ist eine Verringerung
des Kühlwirkungsgrads
für den
Ladeluftkühler 9 infolge
der Tatsache unvermeidlich, da die Luft mit einer erhöhten Temperatur
aus dem Motorraum 3 angesaugt und zu dem Ladeluftkühler 9 gelenkt
wird. Mit anderen Worten, obwohl die Luft in dem Motorraum 3 auf
eine Temperatur von 70 bis 80°C
aufgewärmt
bleibt, besitzt der Ladeluftkühler 9 die
maximale Kühlleistung
bei einer Temperatur von 50°C
oder darunter. Das bedeutet, dass die Luft, deren Temperatur 70
bis 80°C
beträgt,
den Kühlwirkungsgrad
des Ladeluftkühlers 9 nicht
verbessert, sondern verringert.
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Aus
dem Dokument
EP-A-0
799 979 ist eine Kühlvorrichtung
für ein
motorgetriebenes Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1 bekannt.
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Es
ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Kühlvorrichtung für ein motorgetriebenes
Fahrzeug zu schaffen, die von dem Typ ist, der einen Ladeluftkühler mit
kalter Außenluft
kühlen
kann, um dadurch den Kühlwirkungsgrad
für den
Ladeluftkühler
zu verbessern.
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Die
Erfindung schafft eine Kühlvorrichtung für ein motorgetriebenes
Fahrzeug, die umfasst: einen Motorraum für die Aufnahme eines Motors;
einen Kühler,
der in dem Motorraum vorgesehen ist, um das durch den Motor zirkulierende
Kühlwasser
zu kühlen;
einen Lüfter,
der zwischen dem Motor und dem Kühler
positioniert ist, um Innenluft, die in dem Motorraum vorhanden ist,
zum Kühler
zu blasen; und einen Ladeluftkühler,
dessen Abmessungen geringer als jene des Kühlers sind und der zwischen
dem Kühler
und dem Lüfter
in einer zu dem Kühler
parallelen Beziehung angeordnet ist; eine Abschirmung, die an einer
Saugseite des Lüfters
im Motorraum vorgesehen ist, um einen Strom der Innenluft, die sich
zu dem Ladeluftkühler
bewegt, zu blockieren; und ein Außenluft-Einleitungsmittel, das zwischen der
Abschirmung und dem Lüfter
vorgesehen ist, um zu ermöglichen, dass
außerhalb
des Motorraums vorhandene Außenluft
dem Ladeluftkühler
zugeführt
wird, wenn der Lüfter
zum Drehen veranlasst wird.
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Es
wird bevorzugt, dass das Außenluft-Einleitungsmittel
eine Einlassöffnung,
die durch eine Wand des Motorraums zwischen dem Lüfter und
der Abschirmung ausgebildet ist, aufweist, um eine Verbindung zwischen
dem Motorraum und der äußeren Umgebung
herzustellen.
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Es
wird ferner bevorzugt, dass sich die Abschirmung von einer motorseitigen
Kante der Einlassöffnung
in den Motorraum erstreckt, um einen Teil des Lüfters vor dem Strom der Innenluft
abzuschirmen.
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Es
wird außerdem
bevorzugt, dass die Abschirmung um einen vorgegebenen Winkel in
Bezug auf den Lüfter
geneigt ist, um so einen Strom der Außenluft zu dem Lüfter zu
lenken.
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Es
wird zusätzlich
bevorzugt, dass die Abschirmung mit gegenüberliegenden Seitenplattenabschnitten
versehen ist, die so gekrümmt
sind, dass sie Schaufelenden des Lüfters wenigstens teilweise umschließen.
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Es
wird bevorzugt, dass die Einlassöffnung eine
Bodenöffnung,
die durch eine Bodenwand des Motorraums ausgebildet ist, und seitliche Öffnungen, die
durch Seitenwände
des Motorraums zwischen dem Lüfter
und der Abschirmung ausgebildet sind, umfasst.
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Es
wird bevorzugt, dass die Abschirmung Umfangsplattenabschnitte, die
sich jeweils von motorseitigen Kanten der Bodenöffnung und von den Seitenöffnungen
zur Mitte des Motorraums erstrecken, und einen Mittelplattenabschnitt,
der in der Mitte des Motorraums angeordnet und mit den Umfangsplattenabschnitten
verbunden ist, umfasst.
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Eine
bevorzugte Ausführungsform
besteht darin, dass jeder der Umfangsplattenabschnitte unter einem
vorgegebenen Winkel zu dem Lüfter
geneigt ist, um so einen Strom der Außenluft zu dem Lüfter zu
lenken.
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Die
obigen Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung
werden aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen deutlich,
die in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen
erfolgt, worin:
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1 eine
teilweise ausgeschnittene Seitenansicht ist, die eine Kühlvorrichtung
für ein
motorgetriebenes Fahrzeug nach dem Stand der Technik zeigt;
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2 eine
teilweise ausgeschnittene Seitenansicht ist, die eine erste Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung
für ein
motorgetriebenes Fahrzeug zeigt;
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3 eine
Schnittansicht längs
der Linie III-III von 2 ist;
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4 eine
perspektivische Ansicht ist, die ein Außenluft-Einleitungsmittel und
eine Abschirmung darstellt, die bei einer Kühlvorrichtung für ein motorgetriebenes
Fahrzeug gemäß der ersten
Ausführungsform
der Erfindung, die in 2 gezeigt ist, verwendet werden;
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5 eine
teilweise ausgeschnittene Seitenansicht ist, die eine zweite Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung
für ein
motorgetriebenes Fahrzeug zeigt;
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6 eine
Schnittansicht längs
der Linie VI-VI von 5 ist;
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7 eine
perspektivische Ansicht ist, die ein Außenluft-Einleitungsmittel und
eine Abschirmung darstellt, die bei einer Kühlvorrichtung für ein motorgetriebenes
Fahrzeug gemäß der zweiten
Ausführungsform
der Erfindung von 5 verwendet werden;
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8 eine
teilweise ausgeschnittene Seitenansicht ist, die eine dritte Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung
für ein
motorgetriebenes Fahrzeug zeigt; und
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9 eine
perspektivische Unteransicht ist, die ein Außenluft-Einleitungsmittel und
eine Abschirmung darstellt, die bei einer Kühlvorrichtung für ein motorgetriebenes
Fahrzeug gemäß der dritten
Ausführungsform
der Erfindung von 8 verwendet werden.
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In
den 2 bis 4 ist eine Kühlvorrichtung für ein motorgetriebenes
Fahrzeug gemäß einer ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung gezeigt. Die Kühlvorrichtung der ersten Ausführungsform
enthält
einen Kühler 5,
der an der Rückseite
eines Motors 8 in einer beabstandeten Beziehung hierzu
montiert ist. Der Kühler 5 schafft
einen Durchgang, durch den Kühlwasser
zirkuliert.
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Die
Kühlvorrichtung
enthält
ferner einen Lüfter 7,
der durch einen Elektromotor 7a rotatorisch angetrieben
wird, um Kühlluft
zu dem Kühler 5 zu
blasen. Der Lüfter 7 dient
insbesondere dazu, Innenluft, die in einem Motorraum 3 vorhanden
ist, anzusaugen und anschließend
zu dem Kühler 5 zu
lenken, um Kühlwasser
zu kühlen,
das durch den Kühler 5 zirkuliert.
Nachdem sich die Innenluft durch den Kühler 5 bewegt hat,
wird sie durch eine hintere Öffnung
des Motorraums 3 in die Umgebung der Fahrzeugkarosserie 1 entladen.
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Ein
Ladeluftkühler 9 ist
zwischen dem Kühler 5 und
dem Lüfter 7 im
Allgemeinen parallel zu dem Kühler 5 angeordnet.
Der Ladeluftkühler 9 hat
Abmessungen, die geringer als jene des Kühlers 5 sind, und
ist an der Bodenwand des Motorraums 3 montiert.
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Die
Kühlvorrichtung
enthält
ferner ein Außenluft-Einleitungsmittel,
das zwischen dem Motor 8 und dem Lüfter 7 vorgesehen
ist, um zu ermöglichen, dass außerhalb
des Motorraums 3 vorhandene Außenluft dem Ladeluftkühler 9 zugeführt wird,
wenn der Lüfter 7 zum
Drehen veranlasst wird.
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Das
Außenluft-Einleitungsmittel
umfasst eine Einlassöffnung 10,
die durch die Bodenwand 3a des Motorraums 3 an
der Rückseite
des Lüfters 7 ausgebildet
ist, um eine Verbindung zwischen dem Motorraum 3 und der äußeren Umgebung
herzustellen.
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Die
Einlassöffnung 10 ist
so angeordnet und bemessen, dass der Lüfter 7, wenn er sich
dreht, eine möglichst
große
Menge kalte Außenluft
durch die Einlassöffnung 10 ansaugt.
Die auf diese Weise eingeleitete Außenluft wird zu dem Ladeluftkühler 9 gelenkt,
um den Ladeluftkühler 9 auf
eine Temperatur von z. B. unter 50°C zu kühlen, wodurch ermöglicht wird,
dass der Ladeluftkühler 9 mit
Druck beaufschlagte Einlassluft für eine Verbrennung mit einem erhöhten Wirkungsgrad
im Motor 8 kühlt.
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Der
Lüfter 7 saugt
an seinem oberen Abschnitt die im Motorraum 3 vorhandene
Innenluft an und lenkt die Innenluft zum Kühler 5.
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In
den 2 bis 4 enthält die Kühlvorrichtung ferner eine Abschirmung 20,
die in dem Motorraum 3 an einer Saugseite des Lüfters 7 vorgesehen
ist, um einen Strom der Innenluft, die sich zu dem Ladeluftkühler 9 bewegt,
zu blockieren.
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Die
Abschirmung 20 erstreckt sich von einer motorseitigen Kante
der Einlassöffnung 10 in
den Motorraum 3, um einen Teil des Lüfters 7 vor dem Strom
der Innenluft abzuschirmen. Die Abschirmung 20 ist um einen
vorgegebenen Winkel in Bezug auf den Lüfter 7 geneigt, um
so einen Strom der Außenluft
zu dem Lüfter 7 zu
lenken.
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Die
Abschirmung 20 ist insbesondere mit einem Mittelplattenabschnitt 22,
der sich von der motorseitigen Kante der Einlassöffnung 10 bis unmittelbar
oberhalb einer Drehachse des Lüfters 7 nach oben
erstreckt, und gegenüberliegenden
Seitenplattenabschnitten 24 versehen, die so gekrümmt sind, dass
sie die Schaufelenden des Lüfters 7 wenigstens teilweise
umschließen.
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Der
Mittelplattenabschnitt 22 der Abschirmung 20 dient
dazu, einen unteren Abschnitt des Lüfters 7 vor dem Strom
der Innenluft, der durch die Drehung des Lüfters 7 erzeugt wird,
abzuschirmen. Außerdem
hilft der Mittelplattenabschnitt 22 dabei, einen Strom
der Außenluft,
die durch die Einlassöffnung 10 eingeleitet
wird, zu dem unteren Abschnitt des Lüfters 7 zu lenken.
Das stellt sicher, dass die Außenluft
durch die Einlassöffnung 10 durch
den Unterdruck, der durch die Drehung des Lüfters 7 entwickelt
wird, mit vergrößertem Wirkungsgrad
angesaugt wird, wodurch ermöglicht
wird, dass dem Ladeluftkühler 9 eine
vergrößerte Menge
Außenluft
zugeführt
wird.
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Die
gegenüberliegenden
Seitenplattenabschnitte 24 der Abschirmung 20 helfen
zu verhindern, dass der Strom der Innenluft mit dem Strom der durch
die Einlassöffnung 10 eingeleiteten
Außenluft gemischt
wird. Das ermöglicht,
dass die kalte Außenluft
dem Ladeluftkühler 9 zugeführt wird,
wobei eine geringe oder keine Möglichkeit
besteht, dass sie sich mit der heißen Innenluft vermischt.
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Der
Mittelplattenabschnitt 22 der Abschirmung 20 ist
in Bezug auf den Lüfter 7 geneigt,
derart, dass der Abstand zwischen dem Mittelplattenabschnitt 22 und
dem Lüfter 7 an
der Unterseite des Mittelplattenabschnitts 22 am größten und
an der Oberseite des Mittelplattenabschnitts 22 am kleinsten wird.
Das unterstützt
die Führung
des Stroms der Außenluft
zu dem Lüfter 7,
während
ermöglicht
wird, dass der Strom der Innenluft gleichmäßig über den Mittelplattenabschnitt 22 strömt.
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Es
ist erwünscht,
dass der Mittelplattenabschnitt 22 der Abschirmung 20 eine
Höhe besitzt,
die größer als
jene des Ladeluftkühlers 9 ist.
Das dient zum Verhindern oder zum Ausschließen der Wahrscheinlichkeit,
das sich der Strom der Innenluft unbeabsichtigt zu dem Ladeluftkühler 9 bewegt.
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Die
Kühlvorrichtung
für ein
motorgetriebenes Fahrzeug der ersten Ausführungsform, die oben dargestellt
wurde, arbeitet in der folgenden Weise. Wenn der Lüfter 7 sich
zu drehen beginnt, um den Motor 8 zu kühlen, wird die Innenluft des
Motorraums 3 durch den oberen Abschnitt des Lüfters 7 angesaugt
und anschließend
zu dem Kühler 5 gelenkt,
um dadurch das Kühlwasser
zu kühlen,
das durch den Kühler 5 zirkuliert.
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Gleichzeitig
saugt der Lüfter 7 an
seinem unteren Abschnitt die kalte Außenluft durch die Einlassöffnung 10 an
und lenkt anschließend
die Außenluft zu
dem Ladeluftkühler 9.
Das stellt sicher, dass der Ladeluftkühler 9 mit der kalten Außenluft
wirksam gekühlt
wird, was wiederum ermöglicht,
dass der Ladeluftkühler 9 die
mit Druck beaufschlagte Saugluft vor dem Eintritt in die Verbrennungskammern
des Motors mit höherem
Wirkungsgrad kühlt.
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In
den 5 bis 7 ist eine Kühlvorrichtung für ein motorgetriebenes
Fahrzeug gemäß einer zweiten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung gezeigt.
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Die
Kühlvorrichtung
der zweiten Ausführungsform
umfasst ein Außenluft-Einleitungsmittel, das
eine Bodeneinlassöffnung 30,
die durch eine Bodenwand 3a des Motorraums 3 ausgebildet
ist, und seitliche Einlassöffnungen 32, 34,
die durch die gegenüberliegenden
Seitenwände 3b des
Motorraums 3 ausgebildet sind, enthält.
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Die
Boden- und Seiteneinlassöffnungen 30, 32, 34,
die an den drei Wänden
des Motorraums 3 um einen Lüfter 7 vorgesehen
sind, ermöglichen, dass
eine größere Menge
der Außenluft
durch den Lüfter 7 in
den Motorraum 3 gesaugt und anschließend zu einem Ladeluftkühler 9 gelenkt
werden kann.
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Die
Kühlvorrichtung
der zweiten Ausführungsform
enthält
ferner eine Abschirmung 40, die an einer Saugseite des
Lüfters 7 in
dem Motorraum 3 vorgesehen ist, um einen Strom der Innenluft,
die sich zu einem Ladeluftkühler 9 bewegt,
zu blockieren.
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Die
Abschirmung 40 enthält
erste bis dritte Umfangsplattenabschnitte 42, 44, 46,
die sich jeweils von motorseitigen Kanten der Bodeneinlassöffnung 30 und
der Seitenöffnungen 32, 34 zur
Mitte des Motorraums 3 erstrecken, und einen Mittelplattenabschnitt 48,
der in der Mitte des Motorraums 3 angeordnet und mit den
Umfangsplattenabschnitten 42, 44, 46 verbunden
ist.
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Wie
in der oben angegebenen Ausführungsform
dient die Abschirmung 40 dazu, den unteren Abschnitt des
Lüfters 7 vor
einem Strom der Innenluft abzuschirmen, um dadurch zu verhindern,
dass sich der Innenluftstrom zu dem Ladeluftkühler 9 bewegt. Außerdem hilft
die Abschirmung 40 dabei, den Strom der Außenluft,
der durch die Einlassöffnungen 30, 32, 34 eingeleitet
wird, zu dem unteren Abschnitt des Lüfters 7 zu lenken.
Die Verwendung der Abschirmung 40 dieser Konfiguration
ermöglicht,
dass der Lüfter 7 die
Einlassöffnungen 30, 32, 34 direkt
mit einem Unterdruck beaufschlagen kann.
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Die
Umfangsplattenabschnitte 42, 44, 46 sind
unter einem vorgegebenen Winkel zu dem Lüfter 7 geneigt, um
so den Strom der Außenluft
zu dem Lüfter 7 zu
lenken. Das ermöglicht,
dass der Strom der Außenluft
an den Oberflächen
der Umfangsplattenabschnitte 42, 44, 46 entlang
zur Saugseite des Lüfters 7 strömt.
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Gemäß der oben
beschriebenen Kühlvorrichtung
der zweiten Ausführungsform
ist es möglich, eine
vergrößerte Menge
der kalten Außenluft
durch eine größere Anzahl
von Einlassöffnungen
einzuleiten und dem Ladeluftkühler
zuzuführen,
was dabei hilft, den Kühlwirkungsgrad
des Ladeluftkühlers
bis auf einen maximal möglichen
Betrag zu steigern.
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In
den 8 und 9 ist eine Kühlvorrichtung für ein motorgetriebenes
Fahrzeug gemäß einer dritten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung gezeigt. Die Kühlvorrichtung der dritten Ausführungsform
enthält
einen Ladeluftkühler 9,
der angrenzend an die Decke eines Motorraums 3 vor einem
Kühler 5 montiert
ist.
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Die
Kühlvorrichtung
der dritten Ausführungsform
umfasst ein Außenluft-Einleitungsmittel,
das eine obere Einlassöffnung 50,
die durch eine Deckenwand 3c des Motorraums 3 ausgebildet
ist, und seitliche Einlassöffnungen 52, 54,
die durch die gegenüberliegenden
Seitenwände 3b des
Motorraums 3 ausgebildet sind, enthält. Die obere und die seitlichen
Einlassöffnungen 50, 52, 54 ermöglichen,
dass Außenluft
durch sie in den Motorraum 3 eingeleitet wird, wenn der
Lüfter 7 zum
Drehen veranlasst wird.
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Die
Kühlvorrichtung
der dritten Ausführungsform
enthält
ferner eine Abschirmung 60, die an einer Saugseite des
Lüfters 7 im
Motorraum 3 vorgesehen ist, um einen Strom der Innenluft,
die sich zu einem Ladeluftkühler 9 bewegt,
zu blockieren.
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Die
Abschirmung 60 ist aus ersten bis dritten Umfangsplattenabschnitten 62, 64, 66,
die sich jeweils von motorseitigen Kanten der Bodeneinlassöffnung 50 und
der Seitenöffnungen 52, 54 zur
Mitte des Motorraums 3 erstrecken, und einem Mittelplattenabschnitt 68,
der in der Mitte des Motorraums 3 angeordnet und mit den
Umfangsplattenabschnitten 62, 64, 66 verbunden
ist, aufgebaut.
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Ähnlich wie
in der oben angegebenen zweiten Ausführungsform dient die Abschirmung 60 zum Abschirmen
des oberen Abschnitts des Lüfters 7 vor einem
Strom von Innenluft, wodurch verhindert wird, dass sich der Innenluftstrom
zu dem Ladeluftkühler 9 bewegt.
Außerdem
hilft die Abschirmung 60, den Strom der Außenluft,
die durch die Einlassöffnungen 50, 52, 54 eingeleitet
wird, zum oberen Abschnitt des Lüfters 7 zu
führen.
Die Verwendung der Abschirmung 60 dieser Konfiguration
ermöglicht,
dass der Lüfter 7 die
Einlassöffnungen 50, 52, 54 direkt
mit einem Unterdruck beaufschlagt.
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Die
Umfangsplattenabschnitte 62, 64, 66 sind
unter einem vorgegebenen Winkel zum Lüfter 7 geneigt, um
so den Strom der Außenluft
wirkungsvoll zum Lüfter 7 zu
lenken. Das ermöglicht,
dass der Strom der Außenluft
an den Oberflächen
der Umfangsplattenabschnitte 62, 64, 66 entlang
zur Saugseite des Lüfters 7 strömt.
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Wie
im Vorhergehenden beschrieben wurde, kann die Kühlvorrichtung für ein motorgetriebenes Fahrzeug
der vorliegenden Erfindung einen Ladeluftkühler mit kalter Außenluft
auf etwa 50°C
oder darunter kühlen,
um dadurch den Kühlwirkungsgrad
für den
Ladeluftkühler
zu verbessern. Das ermöglicht, dass
der Ladeluftkühler
mit Druck beaufschlagte Saugluft, bevor sie in Verbrennungskammern
des Motors eintritt, kühlen
kann, um dadurch die Leistung eines Motors zu verbessern.