Um eine große Einsatzvielfalt zu ermöglichen, sind heutige Fahrzeuglüfter in den seltensten Fällen an eine bestimmte Abströmbedingung, also einen bestimmten Motorraum, angepasst. Ein Referenzlüfter ist definiert worden, der charakterisiert ist durch den Senenlüftern ähnliche Profileigenschaften, jedoch mit gleichmäßig verteilten, ungekrümmten und ungesichelten Lüfterblättern. Auffallig zeigt dieser Wirkungsgradreduktionen bei näher rückender Prallplatte, die geringer sind als bei vergleichbaren Serienlüfter. Dies kann als Indiz gewertet werden für die aerodynamischen Nachteile, die bei Serienlüftern auf Grund von nachträglichen Akustikmaßnahmen, beispielsweise Blattsichelungen, an der Lüftergeometrie entstehen. Das Aufprägen von Blattsichelungen am Referenzlüfter im Rahmen der Variation von Lüftergeometrieparameter unter dem Einfluss der nahen Prallplatte resultiert in einem uneinheitlichen Wirkungsgradeinfluss, positiv nur in bestimmten Massenstrombereichen. Zusammengefasst zeigt die Parametervariation am Referenzlüfter einerseits erwartete, andererseits unerwartete Trends. Beispielsweise ist der bekannte positive Einfluss der Wölbungserhöhung der Lüfterblattprofile zu nennen, der durch das Verhältnis von Schub zu Drehmoment des Lüfters (analog Auftrieb zu Widerstand) gesteigert wird. Interessanterweise fuhrt jedoch eine ungleichmäßige Verteilung der Wölbung über den Radius, und zwar innen schwächer und außen stärker, ebenso zu Vorteilen im Wirkungsgrad. Eindeutig zeigt sich der Lüfterring als erheblicher Einfiussfaktor für den Wirkungsgrad. Erlaubt er der Strömung durch sein Profil frühzeitig, radial auszuweichen, sind vor allem bei höheren Massenstromwerten deutliche Steigerungen möglich. Die Kombination günstiger Parameter aus dieser Analyse resultiert in der Definition des Evo- Lüfters, dessen Eigenschaften nicht nur mittels CFD sondern auch am Prüfstand ermittelt wurden. Der Evo-Lüfter kann dort im gesamten überprüften Massenstrombereich deutliche Effizienzsteigerungen gegenüber dem Referenzlüfter beweisen, bei kleinen und mittleren Massenstromwerten kann etwa 50 Watt Leistung - ausgehend von einem 600 Watt Antrieb - eingespart werden. Wie aus den Strömungsprofilen erkennbar ist, ermöglicht die geeignete Kombination von Parametern dem Evo-Lüfter, im Zusammenspiel mit der nahen Prallplatte negative Axialeigenschaften abzulegen. Sicherlich muss darauf hingewiesen werden, dass die Ergebnisse einer weitreichenderen Parametervariation auch veränderte Kombinationen hervor bringen könnten.
Kühlluftführungs- und Lüfterkonzepte am PKW bei typischen Bauraumbeschränkungen
2011
149 Seiten, Bilder, 95 Quellen
Theses
German
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