BR112012018477A2 - '' arrangement to prevent ice from forming in an intake air cooler '' - Google Patents
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Abstract
ARRANJO PARA IMPEDIR A FORMAÇÃO DE GELO EM UM RESFRIADOR DO AR DE ADMISSÃO A presente invenção refere-se a um arranjo para impedir a formação de gelo em um resfriador do ar de admissão que compreende uma porção de radiador (3) na qual ar comprimido é resfriado por ar circundante que flui através da porção de radiador (3). O arranjo compreende um primeiro elemento de fluxo (7a) que, em uma posição fechada, é adaptado para impedir que o ar comprimido seja levado através de uma região (A) da porção de radiador (3), um segundo elemento de fluxo (7b) que, em uma posição fechada, é adaptado para impedir que o ar comprimido seja levado através de uma segunda região (B) da porção de radiador (3) que é maior do que a primeira região da porção de radiador (A), e . uma unidade de controle (10) adaptada para receber informação referente a pelo menos um parâmetro (11, 12, 14) que está relacionado ao risco de formação de gelo no resfriador do ar de admissão, unidade de controle (10) que, em casos onde o dito parâmetro ou parâmetros indicam que há risco de formação de gelo no resfriador do ar de admissão, é adaptada para colocar um dos elementos de fluxo (7a, 7b) em uma posição fechada de modo que o ar comprimido seja levado através de uma região reduzida (Ra, Rb) da porção de radiador (3). ARRANGEMENT TO PREVENT ICE FORMATION IN AN INTAKE AIR COOLER The present invention relates to an arrangement to prevent the formation of ice in an intake air cooler comprising a radiator portion (3) in which compressed air is cooled by surrounding air flowing through the radiator portion (3) . The arrangement comprises a first flow element (7a) which, in a closed position, is adapted to prevent compressed air from being carried through a region (A) of the radiator portion (3), a second flow element (7b ) which, in a closed position, is adapted to prevent compressed air from being carried through a second region (B) of the radiator portion (3) which is larger than the first region of the radiator portion (A), and . a control unit (10) adapted to receive information regarding at least one parameter (11, 12, 14) that is related to the risk of ice formation in the intake air cooler, a control unit (10) which, in cases where said parameter or parameters indicate that there is a risk of ice formation in the intake air cooler, it is adapted to place one of the flow elements (7a, 7b) in a closed position so that the compressed air is taken through a reduced region (Ra, Rb) of the radiator portion (3).
Description
NES 1/9 , “ARRANJO PARA IMPEDIR A FORMAÇÃO DE GELO EM UM RESFRIADOR DO AR DE ADMISSÃO” Campo da Invenção A presente invenção refere-se a um arranjo para impedir a formação de gelo em um resfriador do ar de admissão de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1. : Fundamentos da Invenção A quantidade de ar que pode ser fomecida a um motor de combustão superalimentado em um veículo depende da pressão do ar, mas também da temperatura do . ar.NES 1/9, “ARRANGEMENT TO PREVENT ICE FORMATION IN AN INTAKE AIR CHILLER” Field of the Invention The present invention relates to an arrangement to prevent the formation of ice in an intake air cooler in accordance with preamble of claim 1.: Background of the Invention The amount of air that can be supplied to a supercharged combustion engine in a vehicle depends on the air pressure, but also on the temperature of the. air.
Fornecer a maior quantidade de ar possível a um motor de combustão superalimentado confere o ar comprimido sendo resfriado em um resfriador do ar de admissão antes de ser - levado ao motor de combustão.Supplying as much air as possible to a supercharged combustion engine ensures that the compressed air is cooled in an intake air cooler before it is taken to the combustion engine.
O resfriador do ar de admissão está geralmente situado na frente do radiador convencional em um veículo.The intake air cooler is usually located in front of the conventional radiator in a vehicle.
Um resfriador do ar de admissão compreende geralmente dois tanques e uma pluralidade de elementos tubulares mutuamente paralelos que conectam os tanques entre si.An intake air cooler generally comprises two tanks and a plurality of mutually parallel tubular elements that connect the tanks together.
Os elementos tubulares paralelos são dispostos em uma distância uns dos outros tal que o ar frio circundante pode fluir entre eles e resfriar o ar comprimido dentro deles.The parallel tubular elements are arranged at a distance from each other such that the surrounding cold air can flow between them and cool the compressed air within them.
Dependendo do tamanho do resfriador do ar de admissão, o ar comprimido pode ser resfriado a uma temperatura mais ou menos correspondente à temperatura do ar circundante.Depending on the size of the intake air cooler, the compressed air can be cooled to a temperature more or less corresponding to the temperature of the surrounding air.
Os resfriadores do ar de admissão em veículos são geralmente assim —dimensionados de modo que tenham eficiência relativamente boa.Vehicle intake air coolers are usually like this — sized so that they have relatively good efficiency.
Em circunstâncias onde ' uma temperatura ambiente fria prevalece e/ou o ar está em umidade muito alta, o ar comprimido pode ser resfriado em resfriadores do ar de admissão até uma temperatura ] menor do que o ponto de condensação do ar.In circumstances where 'a cold ambient temperature prevails and / or the air is in very high humidity, the compressed air can be cooled in intake air coolers to a temperature] lower than the dew point of the air.
O vapor d'água no ar comprimido condensa, com o resultado de que a água na forma líquida precipita dentro do resfriador do ar de admissão.The water vapor in the compressed air condenses, with the result that the liquid water precipitates inside the intake air cooler.
Quando a temperatura do ar circundante é muito baixa, há também risco de que a água condensada possa congelar em gelo dentro do resfriador do ar de admissão.When the temperature of the surrounding air is very low, there is also a risk that the condensed water may freeze to ice inside the intake air cooler.
Em tais circunstâncias, os dutos de fluxo de ar no resfriador do ar de admissão são obstruídos por gelo e o fornecimento de ar para o motor se torna deficiente ou para completamente, levando o motor de combustão a parar.In such circumstances, the air flow ducts in the intake air cooler are blocked by ice and the air supply to the engine becomes deficient or stops completely, causing the combustion engine to stop.
Sumário da Invenção O objetivo da presente invenção é propor um arranjo que impeça eficazmente a formação de gelo em um resfriador do ar de admissão resfriado por ar mesmo em situações onde o ar que resfria o ar de admissão está em uma temperatura muito baixa.Summary of the Invention The purpose of the present invention is to propose an arrangement that effectively prevents the formation of ice in an air-cooled intake air cooler even in situations where the air that cools the intake air is at a very low temperature.
Esse objetivo é alcançado com um arranjo do tipo mencionado na introdução que é caracterizado pelas características indicadas na parte de caracterização da reivindicação 1. Quando há risco de formação de gelo no resfriador do ar de admissão, um dos elementos de fluxo é colocado em uma posição fechada de modo que o ar comprimido seja levadoThis objective is achieved with an arrangement of the type mentioned in the introduction that is characterized by the characteristics indicated in the characterization part of claim 1. When there is a risk of ice formation in the intake air cooler, one of the flow elements is placed in a position closed so that the compressed air is taken
' 2/9 através de uma região reduzida da porção de radiador. O fato de que o ar comprimido é levado através de uma região reduzida da porção de radiador resulta em uma velocidade de fluxo mais alta do que se ele fosse levado através da porção de radiador inteira. O ar comprimido então não será resfriado no resfriador do ar de admissão na mesma temperatura baixa de quando a porção de radiador inteira é usada. Em situações onde há risco de formação de gelo, a unidade de controle escolhe colocar na posição fechada o elemento de fluxo que efetua a redução mais apropriada da capacidade do resfriador do ar de admissão. O ar comprimido é assim resfriado até uma temperatura baixa no resfriador do . ar de admissão, mas não até uma temperatura baixa que haja risco de formação de gelo no —resfriador do ar de admissão.'2/9 through a reduced region of the radiator portion. The fact that the compressed air is carried through a reduced region of the radiator portion results in a higher flow rate than if it was taken through the entire radiator portion. The compressed air will then not be cooled in the intake air cooler to the same low temperature as when the entire radiator portion is used. In situations where there is a risk of ice formation, the control unit chooses to place the flow element in the closed position that effect the most appropriate reduction of the intake air cooler capacity. The compressed air is thus cooled to a low temperature in the cooler. intake air, but not until a low temperature there is a risk of ice formation in the inlet air cooler.
. De acordo com uma modalidade da presente invenção, uma região maior da porção de radiador compreende o todo da região menor da porção de radiador. Nesse caso, o segundo elemento de fluxo pode estar situado a montante do primeiro elemento de fluxo. Quando o segundo elemento de fluxo é movido para a posição fechada, ele bloqueia o fornecimento de ar comprimido para o primeiro elemento de fluxo situado à jusante. Essa é uma forma simples de alcançar duas regiões reduzidas da porção de radiador que são de tamanhos diferentes. O arranjo compreende com vantagem ao menos um terceiro elemento de fluxo que em uma posição fechada é destinado a impedir que o ar comprimido seja levado através de uma terceira região da porção de radiador que é maior do que a segunda região da porção de radiador. O resfriamento do ar comprimido pode assim ser submetido a ' uma etapa adicionado de redução. O terceiro elemento de fluxo está situado com vantagem a montante dos primeiros dois elementos de fluxo. A terceira região da porção de radiador ' compreenderá assim tanto a primeira região quanto a segunda região da porção de radiador.. According to an embodiment of the present invention, a larger region of the radiator portion comprises the whole of the smaller region of the radiator portion. In that case, the second flow element can be located upstream of the first flow element. When the second flow element is moved to the closed position, it blocks the supply of compressed air to the first flow element located downstream. This is a simple way to reach two small regions of the radiator portion that are of different sizes. The arrangement advantageously comprises at least one third flow element which in a closed position is intended to prevent compressed air from being carried through a third region of the radiator portion which is larger than the second region of the radiator portion. The cooling of the compressed air can thus be subjected to an added reduction step. The third flow element is advantageously located upstream of the first two flow elements. The third region of the radiator portion will thus comprise both the first region and the second region of the radiator portion.
De acordo com uma modalidade preferencial da presente invenção, o arranjo compreende um sensor adaptado para detectar um parâmetro na forma da temperatura do ar circundante. Um pré-requisito para isso seja possível para a formação de gelo acontecer é que o ar circundante que resfria o ar comprimido na porção de radiador esteja em uma temperatura abaixo de 0º C. É então apropriado detectar esse parâmetro de modo a avaliar se háriscode formação de gelo. Entretanto, não há sempre o risco de formação de gelo no resfriador do ar de admissão quando o ar circundante está em uma temperatura abaixo de 0º C. A unidade de controle pode então ser adaptada para manipular informação sobre um parâmetro relacionado à carga mediante um motor de combustão. Quando um motor de combustão superalimentado está sob carga severa, uma quantidade relativamente grande dear comprimido em uma alta temperatura é fornecida ao resfriador do ar de admissão. Nesse caso, não há risco de formação de gelo no resfriador do ar de admissão a menos que o ar circundante esteja em uma temperatura extremamente baixa. Em situações onde aAccording to a preferred embodiment of the present invention, the arrangement comprises a sensor adapted to detect a parameter in the form of the temperature of the surrounding air. A prerequisite for this to be possible for the formation of ice to happen is that the surrounding air that cools the compressed air in the radiator portion is at a temperature below 0º C. It is then appropriate to detect this parameter in order to assess whether there is formation of ice of ice. However, there is not always a risk of ice formation in the intake air cooler when the surrounding air is at a temperature below 0º C. The control unit can then be adapted to manipulate information about a load related parameter by means of an engine. combustion. When a supercharged combustion engine is under severe load, a relatively large amount of the compressed at a high temperature is supplied to the intake air cooler. In this case, there is no risk of ice formation in the intake air cooler unless the surrounding air is at an extremely low temperature. In situations where
' 3/9 carga mediante o motor de combustão superalimentado é baixa, uma quantidade relativamente pequena de ar comprimido em uma temperatura relativamente baixa é levada ao resfriador do ar de admissão. Nesse caso, há um risco muito grande de formação de gelo no resfriador do ar de admissão mesmo quando as temperaturas do ar circundante estão logo abaixo de 0º C. A unidade de controle pode usar os parâmetros mencionados anteriormente para avaliar se há risco de formação de gelo e, se esse é o caso, ela pode colocar um dos ditos elementos de fluxo na posição fechada de modo que o ar comprimido seja resfriado em uma região da porção de radiador que é de tamanho apropriado. ' Alternativamente, ou em combinação, o arranjo pode compreender um sensor adaptado para detectar um parâmetro na forma da temperatura do ar comprimido que é . levado para fora do resfriador do ar de admissão. Se o ar comprimido deixando o resfriador do ar de admissão está em uma temperatura abaixo de 0º C, a formação de gelo acontece dentro do resfriador do ar de admissão. A unidade de controle pode usar essa informação para decidir se há risco de formação degelo e, se esse for o caso, ela pode fechar um dos ditos elementos de fluxo de modo que a região para resfriar o ar comprimido seja reduzida apropriadamente. Se então ela recebe informação indicando que o ar comprimido deixando o resfriador do ar de admissão está em uma temperatura definitivamente acima de 0º C, a unidade de controle retorna o elemento de fluxo para uma posição aberta.'3/9 load through the supercharged combustion engine is low, a relatively small amount of compressed air at a relatively low temperature is taken to the intake air cooler. In this case, there is a very high risk of ice formation in the intake air cooler even when the surrounding air temperatures are just below 0º C. The control unit can use the parameters mentioned above to assess whether there is a risk of formation of ice and, if that is the case, it can place one of said flow elements in the closed position so that the compressed air is cooled in a region of the radiator portion that is of appropriate size. Alternatively, or in combination, the arrangement may comprise a sensor adapted to detect a parameter in the form of the compressed air temperature it is. taken out of the intake air cooler. If the compressed air leaving the intake air cooler is below 0 ° C, ice will form inside the intake air cooler. The control unit can use this information to decide if there is a risk of defrost formation and, if this is the case, it can close one of said flow elements so that the region to cool the compressed air is reduced accordingly. If, then, it receives information indicating that the compressed air leaving the intake air cooler is definitely above 0º C, the control unit returns the flow element to an open position.
De acordo com uma modalidade preferencial da presente invenção, o resfriador do arde admissão compreende um tanque destinado a receber o ar comprimido antes ou após . ele ter sido resfriado na porção de radiador, e os ditos elementos de fluxo estão situados dentro do dito tanque. A maior parte dos resfriadores do ar de admissão convencionais é ' fornecida com um tanque de entrada aquecido em um lado da porção de radiador para acumular o ar comprimido quente antes de ele ser resfriado, e um tanque de saída frio no lado oposto da porção de radiador para acumular o ar comprimido frio. Os elementos de fluxo podem estar em uma localização protegida dentro de um desses tanques. Os elementos de fluxo podem ser dispostos um após o outro dentro, por exemplo, de um tanque de entrada de modo que o elemento de fluxo situado mais a montante define a região da parte de radiação que é usada para resfriar o ar comprimido.In accordance with a preferred embodiment of the present invention, the inlet chiller comprises a tank for receiving compressed air before or after. it has been cooled in the radiator portion, and said flow elements are located within said tank. Most conventional inlet air coolers are provided with a heated inlet tank on one side of the radiator portion to accumulate hot compressed air before it is cooled, and a cold outlet tank on the opposite side of the radiator portion. radiator to accumulate cold compressed air. The flow elements can be in a protected location within one of these tanks. The flow elements can be arranged one after the other inside, for example, an inlet tank so that the flow element located upstream defines the region of the radiation part that is used to cool the compressed air.
De acordo com uma modalidade preferencial da presente invenção, a unidade de controle é adaptada para usar dispositivos de potência separados para localizar os elementos de fluxo individuais em posições desejadas. Tais dispositivos de potência separados podem ser motores elétricos ou outros componentes similares tais como cilindros pneumáticos ou hidráulicos. Alternativamente, a unidade de controle pode ser adaptada para usar um dispositivo de potência comum e um mecanismo de transmissão de movimento para localizar os elementos de fluxo individuais em posições desejadas. Nesse caso, diferentes graus de ativação do dispositivo de potência podem ser convertidos emAccording to a preferred embodiment of the present invention, the control unit is adapted to use separate power devices to locate the individual flow elements in desired positions. Such separate power devices can be electric motors or other similar components such as pneumatic or hydraulic cylinders. Alternatively, the control unit can be adapted to use a common power device and a movement transmission mechanism to locate the individual flow elements in desired positions. In this case, different degrees of activation of the power device can be converted into
' 4/9 movimentos dos elementos de fluxo de modo que eles são comutados sucessivamente para a posição fechada.'4/9 movements of the flow elements so that they are switched successively to the closed position.
O mecanismo de transmissão de movimento pode compreender uma barra de regulagem adaptada para movimento linear e os elementos de fluxo individuais podem compreender dispositivos de contato destinados a estar em contato com uma superfície de controle da barra de regulagem.The movement transmission mechanism may comprise a regulating rod adapted for linear movement and the individual flow elements may comprise contact devices intended to be in contact with a regulating rod control surface.
A superfície de contato pode compreender rebaixos que, quando o dispositivo de contato alcança tal rebaixo, conferem movimento que move os respectivos elementos de fluxo da posição aberta para a posição fechada. ' Embora o objetivo da invenção seja eliminar a formação de gelo no resfriador do ar | . de admissão, os ditos elementos de fluxo podem também ser usados em outras situações onde seja vantajoso reduzir o resfriamento do ar comprimido no resfriador do ar de j . admissão.The contact surface may comprise recesses which, when the contact device reaches such a recess, provide movement which moves the respective flow elements from the open to the closed position. 'Although the aim of the invention is to eliminate the formation of ice in the air cooler | . of admission, said flow elements can also be used in other situations where it is advantageous to reduce the cooling of compressed air in the air cooler of j. admission.
Tal situação é onde os gases de escape estão em tal baixa temperatura que eles | não passam por limpeza desejada em um componente de limpeza de escape que pode ser um catalisador.Such a situation is where the exhaust gases are at such a low temperature that they | do not undergo desired cleaning in an exhaust cleaning component that can be a catalyst.
Quando um veículo é colocado em movimento a partir do frio ou a carga mediante o motor de combustão é baixa, os gases de escape do motor de combustão podem estarem uma temperatura muito baixa para o catalisador.When a vehicle is put in motion from the cold or the load by the combustion engine is low, the exhaust gases from the combustion engine may be too low for the catalyst.
Em tais gases, a unidade de controle pode localizar um dos ditos elementos de fluxo na posição fechada de modo que o ar comprimido seja levado através de uma região reduzida do resfriador do ar de admissão.In such gases, the control unit can locate one of said flow elements in the closed position so that the compressed air is taken through a reduced region of the intake air cooler.
O ar levado ao motor de combustão pode estar assim em uma temperatura mais alta, como também os gases de escape, que desse modo aquecem os catalisadores a uma temperatura desejada. . Breve Descrição dos Desenhos As modalidades da invenção são descritas abaixo a título de exemplo com relação ' aos desenhos em anexo, nos quais: A FIG. 1 representa um resfriador do ar de admissão de acordo com uma primeira —modalidadeda presente invenção.The air taken to the combustion engine can therefore be at a higher temperature, as can the exhaust gases, which in this way heat the catalysts to a desired temperature. . Brief Description of the Drawings The modalities of the invention are described below by way of example with respect to the accompanying drawings, in which: FIG. 1 represents an intake air cooler according to a first "mode of the present invention."
A FIG. 2 representa um resfriador do ar de admissão de acordo com uma segunda modalidade da presente invenção.FIG. 2 represents an intake air cooler according to a second embodiment of the present invention.
Descrição Detalhada da Invenção A FIG. 1 representa um resfriador do ar de admissão que pode ser ajustado em uma partefrontalde um veículo que é ligado por um motor de combustão superalimentado 1 representado esquematicamente.Detailed Description of the Invention FIG. 1 represents an intake air cooler that can be adjusted on a front end of a vehicle that is connected by a supercharged combustion engine 1 shown schematically.
Um motor de combustão superalimentado 1 precisa ser suprido com ar comprimido.A supercharged combustion engine 1 needs to be supplied with compressed air.
O propósito do resfriador do ar de admissão é resfriar o ar comprimido antes de ele ser levado ao motor 1. O resfriamento resulta no ar se tornando mais compacto e, portanto, sendo possível para que uma quantidade maior de ar seja fornecida para o motor.The purpose of the intake air cooler is to cool the compressed air before it is taken to the engine 1. Cooling results in the air becoming more compact and therefore making it possible for more air to be supplied to the engine.
O resfriador do ar de admissão compreende um tanque de entrada 2 que, via uma abertura de entrada 2a, recebe ar comprimido aquecido a partir de um compressor não representado.The intake air cooler comprises an inlet tank 2 which, via an inlet opening 2a, receives compressed air heated from a compressor not shown.
O resfriador do ar de admissão compreende um pacote deThe intake air cooler comprises a package of
. 5/9 radiadores 3 se estendendo entre o primeiro tanque 2 e o tanque de saída 4 que recebe o ar comprimido após resfriamento no pacote de radiadores 3. O pacote de radiadores 3 compreende uma pluralidade de elementos tubulares 5 se estendendo de uma maneira substancialmente retilínea em um plano comum entre o tanque de entrada 2 e o tanque de saídas.. 5/9 radiators 3 extending between the first tank 2 and the outlet tank 4 that receives compressed air after cooling in the radiator package 3. The radiator package 3 comprises a plurality of tubular elements 5 extending in a substantially rectilinear manner in a common plane between the inlet tank 2 and the outlet tank.
Os elementos tubulares 5 são dispostos paraleos em espaçamento substancialmente uniforme entre si de modo que os espaços regulares 6 são formados entre os elementos tubulares adjacentes 5. O ar circundante pode então fluir através dos espaços . 6 entre os elementos tubulares 5. Os espaços 6 são fornecidos com elementos de transferência de calor dobrados para aumentar a superfície de transferência de calor entre o . ar circundante e os elementos tubulares 5. Os elementos tubulares 5 podem ser fornecidos com elementos internos tal como tubuladores para aprimorar o resfriamento do ar comprimido dentro dos elementos tubulares 5. O fluxo de ar circundante através do pacote de radiadores 3 é fornecido pelo movimento do veículo e/ou por um ventilador de radiador que direciona o ar através do pacote de radiadores 3. O ar circundante resfria o ar comprimido levado através dos elementos tubulares 5. O ar comprimido resfriado é levado para fora do tanque de saída 4 via uma abertura de saída 4a. O ar comprimido pode, onde aplicável, ser misturado com os gases de escape recirculantes antes de ele ser levado ao motor de combustão superalimentado 1. Nesse caso, um primeiro elemento de fluxo 7a, um segundo elemento de fluxo 7b e * um terceiro elemento de fluxo 7c são dispostos dentro do tanque de entrada 2. Os elementos de fluxo 7a, 7b, 7c são dispostos em diferentes níveis no tanque de entrada 2. Os Í elementos de fluxo 7a, 7b, 7c são adaptados para serem articuláveis em tomo de uma articulação entre uma posição aberta e uma posição fechada. Uma base 8a, 8b, 8c define a posição fechada para cada um dos respectivos elementos de fluxo 7a, 7b, 7c. A base 8a, 8b, 8c pode se estender completa ou parcialmente em torno de uma superfície interna do tanque de entrada 2. Na FIG. 1, o primeiro elemento de fluxo 7a e o terceiro elemento de fluxo 7c estão em uma posição aberta, onde o segundo elemento de fluxo 7b está em uma posição fechada. A forma dos elementos de fluxo 7a, 7b, 7c é tal que na posição fechada elesbloqueiam completamente a seção transversal interna do tanque de entrada 2. Quando um elemento de fluxo 7a, 7b, 7c está na posição fechada, o ar comprimido é submetido a uma pressão positiva no tanque de entrada 2 a montante dos elementos de fluxo 7a, 7b, 7c. A pressão positiva empurra o elemento de fluxo 7a, 7b, 7c em direção à base 8a, 8b, 8c, resultando em uma conexão impermeável entre os elementos de fluxo 7a, 7b, 7c e a base 8a,8b,8c Nesse caso, os elementos de fluxo 7a, 7b, 7c são dispostos para serem móveis entre a posição aberta e a posição fechada por seus respectivos motores elétricos 9a, 9b, 9c. Alternativamente, os elementos de fluxo 7a, 7b, 7c podem ser dispostos para seremThe tubular elements 5 are arranged parallelly in substantially uniform spacing with each other so that the regular spaces 6 are formed between the adjacent tubular elements 5. The surrounding air can then flow through the spaces. 6 between the tubular elements 5. The spaces 6 are provided with folded heat transfer elements to increase the heat transfer surface between the. surrounding air and tubular elements 5. Tubular elements 5 can be provided with internal elements such as tubers to enhance the cooling of compressed air within the tubular elements 5. The flow of surrounding air through the radiator package 3 is provided by the movement of the vehicle and / or a radiator fan that directs air through the radiator package 3. The surrounding air cools the compressed air carried through the tubular elements 5. The cooled compressed air is taken out of the outlet tank 4 via an opening output 4a. Compressed air can, where applicable, be mixed with the recirculating exhaust gases before it is taken to the supercharged combustion engine 1. In this case, a first flow element 7a, a second flow element 7b and * a third flow element flow 7c are arranged inside the inlet tank 2. The flow elements 7a, 7b, 7c are arranged at different levels in the inlet tank 2. The flow elements 7a, 7b, 7c are adapted to be articulated around a articulation between an open position and a closed position. A base 8a, 8b, 8c defines the closed position for each of the respective flow elements 7a, 7b, 7c. The base 8a, 8b, 8c can extend completely or partially around an internal surface of the inlet tank 2. In FIG. 1, the first flow element 7a and the third flow element 7c are in an open position, where the second flow element 7b is in a closed position. The shape of the flow elements 7a, 7b, 7c is such that in the closed position they completely block the internal cross section of the inlet tank 2. When a flow element 7a, 7b, 7c is in the closed position, the compressed air is subjected to a positive pressure in the inlet tank 2 upstream of the flow elements 7a, 7b, 7c. Positive pressure pushes the flow element 7a, 7b, 7c towards the base 8a, 8b, 8c, resulting in an impermeable connection between the flow elements 7a, 7b, 7c and the base 8a, 8b, 8c. flow elements 7a, 7b, 7c are arranged to be movable between the open position and the closed position by their respective electric motors 9a, 9b, 9c. Alternatively, flow elements 7a, 7b, 7c can be arranged to be
. 6/9 móveis por alguns outros dispositivos de potência, por exemplo, cilindros pneumáticos ou hidráulicos. Quando o primeiro elemento de fluxo 7a está em uma posição fechada, o ar comprimido é impedido de ser levado a uma parte do tanque de entrada 2 que está situado àjusantedo primeiro elemento de fluxo 7a. Essa parte inferior do tanque de entrada 2 está em comunicação com uma região inferior A do pacote de radiadores 3 que compreende um pequeno número de elementos tubulares 5. Quando o primeiro elemento de fluxo 7a está na posição fechada, o ar comprimido que está a montante do primeiro elemento de fluxo 7a no . tanque de entrada 2 é levado para uma região R, do pacote de radiadores 3. Quando o segundo elemento de fluxo 7b está em uma posição fechada, o ar comprimido é impedido . de ser levado a uma parte do tanque de entrada 2 que está situado à jusante do segundo elemento de fluxo 7b. Essa parte do tanque de entrada 2 está em comunicação com uma região B do pacote de radiadores 3 que compreende um maior número de elementos tubulares 5. O ar comprimido que está a montante do segundo elemento de fluxo 7b é levado a uma região Rg do pacote de radiadores 3 que compreende os elementos tubulares restantes 5. Quando o terceiro elemento de fluxo 7c está em uma posição fechada, o ar comprimido é impedido de ser levado a uma parte do tanque de entrada 2 que está situado à jusante do terceiro elemento de fluxo 7c. Essa parte do tanque de entrada 2 está em comunicação com uma região C do pacote de radiadores 3 que compreende uma grande proporção dos elementos tubulares 5. O ar comprimido é levado nesse caso a partir da parte + do tanque de entrada que está situado a montante do terceiro elemento de fluxo 7c a uma região Rc do pacote de radiadores 3 onde há somente um pequeno número de elementos ' tubulares 5.. 6/9 movable by some other power devices, for example, pneumatic or hydraulic cylinders. When the first flow element 7a is in a closed position, compressed air is prevented from being carried to a part of the inlet tank 2 which is situated downstream of the first flow element 7a. That lower part of the inlet tank 2 is in communication with a lower region A of the radiator package 3 which comprises a small number of tubular elements 5. When the first flow element 7a is in the closed position, the compressed air that is upstream of the first flow element 7a no. Inlet tank 2 is taken to a region R, of the radiator package 3. When the second flow element 7b is in a closed position, compressed air is prevented. to be taken to a part of the inlet tank 2 which is located downstream of the second flow element 7b. That part of the inlet tank 2 is in communication with a region B of the radiator package 3 which comprises a greater number of tubular elements 5. The compressed air that is upstream of the second flow element 7b is taken to a region Rg of the package of radiators 3 comprising the remaining tubular elements 5. When the third flow element 7c is in a closed position, compressed air is prevented from being carried to a part of the inlet tank 2 which is located downstream of the third flow element 7c. That part of the inlet tank 2 is in communication with a region C of the radiator package 3 which comprises a large proportion of the tubular elements 5. The compressed air is taken in this case from the + part of the inlet tank which is situated upstream from the third flow element 7c to a region Rc of the radiator package 3 where there are only a small number of tubular elements 5.
Uma unidade de controle 10 é adaptada para receber informação considerando ao menos um parâmetro com relação ao risco de formação de gelo no resfriador do ar de admissão. Tal parâmetro relevante é a temperatura do ar circundante que resfria o ar comprimido no resfriador do ar de admissão. A unidade de controle 10 é adaptada consequentemente para receber informação a partir de um sensor de temperatura 11 considerando a temperatura do ar circundante. Se o ar circundante está em uma temperatura mais alta do que 0º C, não há risco de formação de gelo no resfriador do ar de Í admissão, mas se o ar circundante está em uma temperatura mais baixa do que 0º C, há risco de formação de gelo. O risco de formação de gelo também depende de outros parâmetros tais como a velocidade do fluxo de ar refrigerante através do resfriador do ar de admissão e a temperatura e fluxo do ar comprimido. A temperatura e o fluxo do ar comprimido estão relacionados à carga mediante o motor de combustão 1. A unidade de controle 10 é aqui adaptada para manipular informação 12 considerando a carga mediante o motor de combustão 1. A unidade de controle 10 é também adaptada para receberA control unit 10 is adapted to receive information considering at least one parameter regarding the risk of ice formation in the intake air cooler. Such a relevant parameter is the temperature of the surrounding air that cools the compressed air in the intake air cooler. The control unit 10 is adapted accordingly to receive information from a temperature sensor 11 considering the temperature of the surrounding air. If the surrounding air is at a temperature higher than 0 ° C, there is no risk of ice formation in the intake air cooler, but if the surrounding air is at a temperature lower than 0 ° C, there is a risk of formation of ice. The risk of ice formation also depends on other parameters such as the speed of the refrigerant air flow through the intake air cooler and the temperature and flow of the compressed air. The temperature and flow of the compressed air are related to the load by means of the combustion engine 1. The control unit 10 is here adapted to handle information 12 considering the load by means of the combustion engine 1. The control unit 10 is also adapted for to receive
. 7/9 informação a partir de um sensor 13 que está relacionado à temperatura dos gases de escape quando eles deixam o motor de combustão 1. A limpeza aceitável dos gases de escape por um componente de limpeza de escape, por exemplo, um catalisador, depende dos gases de escape que não estão em uma temperatura muito baixa.. 7/9 information from a sensor 13 that is related to the temperature of the exhaust gases when they leave the combustion engine 1. The acceptable cleaning of the exhaust gases by an exhaust cleaning component, for example, a catalyst, depends exhaust gases that are not at a very low temperature.
Ss Durante a operação do veículo, a unidade de controle 10 recebe informação a partir, entre outros, do sensor 11 sobre a temperatura do ar circundante. Se a temperatura do ar circundante está acima de 0º C, a unidade de controle 10 conclui que não há risco de formação de gelo no resfriador do ar de admissão. A unidade de controle também recebe . informação a partir do sensor 13 que detecta a temperatura dos gases de escape. Quando o veículo está sendo colocado em movimento ou está em um estado de baixa carga, os gases - de escape podem estar em uma temperatura inaceitavelmente baixa. Em tal caso, a unidade de controle 10 pode localizar um dos elementos de fluxo 7a, 7b, 7c na posição fechada de modo que o ar comprimido seja levado através de uma das regiões Ra, Re, Rc do pacote de radiadores 3. Quando o veículo está se movendo a partir do frio, o terceiro elemento de fluxo 7c pode ser localizado na posição fechada, resultando em gases de escape quentes que aquecem rapidamente o catalisador.Ss During operation of the vehicle, the control unit 10 receives information from, among others, sensor 11 about the surrounding air temperature. If the temperature of the surrounding air is above 0 ° C, the control unit 10 concludes that there is no risk of ice formation in the intake air cooler. The control unit also receives. information from sensor 13 that detects the temperature of the exhaust gases. When the vehicle is being moved or is in a low-load state, the exhaust gases may be at an unacceptably low temperature. In such a case, the control unit 10 can locate one of the flow elements 7a, 7b, 7c in the closed position so that the compressed air is carried through one of the regions Ra, Re, Rc of the radiator package 3. When the vehicle is moving from the cold, the third flow element 7c can be located in the closed position, resulting in hot exhaust gases that quickly heat the catalyst.
Se ele recebe, durante a operação do veículo, informação a partir do sensor 11 que indica que a temperatura do ar circundante está abaixo de 0º C, a unidade de controle 10 conclui que pode haver risco de formação de gelo no resfriador do ar de admissão. Quanto menora temperatura do ar circundante, maior o risco do ar comprimido ser resfriado para " uma temperatura abaixo de 0º C, resultando na formação de gelo no resfriador do ar de admissão. A unidade de controle 10 recebe substancialmente continuamente a informação : 12 com relação à carga mediante o motor de combustão 1. Em situações de operação onde hã uma alta carga mediante o motor de combustão 1, um grande fluxo de ar comprimido em uma alta temperatura é levado ao resfriador do ar de admissão. Em tais circunstâncias, o todo do pacote de radiadores 3 do resfriador do ar de admissão é geralmente empregado para resfriar o ar comprimido sem risco de formação de gelo no resfriador do ar de admissão. Em situações de operação onde a carga é baixa, um fluxo de ar relativamente pequeno em uma temperatura relativamente baixa é levado ao resfriador do ar de admissão.If, during operation of the vehicle, it receives information from sensor 11 which indicates that the temperature of the surrounding air is below 0 ° C, the control unit 10 concludes that there may be a risk of ice formation in the intake air cooler . The lower the temperature of the surrounding air, the greater the risk that the compressed air will be cooled to "a temperature below 0 ° C, resulting in the formation of ice in the intake air cooler. Control unit 10 receives substantially continuously the information: 12 with respect to to load by means of the combustion engine 1. In operating situations where there is a high load by means of the combustion engine 1, a large flow of compressed air at a high temperature is carried to the intake air cooler. of the intake air cooler radiator package 3 is generally employed to cool compressed air without risk of ice formation in the intake air cooler. In operating situations where the load is low, a relatively small air flow in a relatively low temperature is taken to the intake air cooler.
Nesse caso, há grande risco de formação de gelo no resfriador do ar de admissão. À unidade de controle 10 usa valores de parâmetros recebidos para determinar em que grau o resfriamento tem que ser limitado no pacote de radiadores 3 em diferentes situações, seguidas pela unidade de controle 10 fechando um dos elementos de fluxo 7a, 7b, 7c por meio do respectivo motor elétrico 9a, 9b, 9c. Nesse caso, o resfriamento no pacote de radiadores 3 pode ser reduzido nas três etapas diferentes. Isso pode fazer, como representado na FIG. 1, com que o segundo elemento de fluxo 7b seja fechado de modo que o ar comprimido seja levado através da região Rg do pacote de radiadores 3, O arIn this case, there is a great risk of ice formation in the intake air cooler. The control unit 10 uses received parameter values to determine to what degree the cooling has to be limited in the radiator package 3 in different situations, followed by the control unit 10 closing one of the flow elements 7a, 7b, 7c by means of the respective electric motor 9a, 9b, 9c. In this case, the cooling in the radiator package 3 can be reduced in three different steps. This can do, as shown in FIG. 1, with the second flow element 7b being closed so that the compressed air is carried through the region Rg of the radiator package 3, The air
. 8/9 comprimido é assim levado em uma velocidade mais alta através dos elementos tubulares 5 na região Rg do que seria levado através de todos os elementos tubulares 5 no pacote de radiadores 3. O ar comprimido não será assim resfriado para a mesma temperatura de quando todo o pacote de radiadores 3 é usado para resfriá-lo. O ar comprimido passa assim por resfriamento no resfriador do ar de admissão para uma temperatura que é baixa, mas maior do que 0º C. O risco de formação de gelo no resfriador do ar de admissão é então eliminado.. 8/9 compressed air is thus carried at a higher speed through the tubular elements 5 in the region Rg than would be carried through all tubular elements 5 in the radiator package 3. The compressed air will thus not be cooled to the same temperature as when the entire radiator pack 3 is used to cool it. The compressed air is then cooled in the intake air cooler to a temperature that is low, but higher than 0 ° C. The risk of ice formation in the intake air cooler is then eliminated.
A FIG. 2 representa uma modalidade alternativa da invenção. Nesse caso, um . motor elétrico 15 é usado para posicionar todos os três elementos de fluxo 7a, 7b, 7c em uma posição aberta e uma posição fechada. O motor elétrico 15 é aqui adaptado para . mover uma barra de regulagem 17 por meio de uma roda de transmissão 16 conectada a uma cremalheira dentada 17d na barra de regulagem 17. A barra de regulagem 17 é fornecida com uma superfície de controle 17e adaptada para cooperar com um respectivo dispositivo de controle 7a,, 7b,, 7c, de cada um dos elementos de fluxo 7a, 7b, 7c. Os dispositivos de controle 7a,, 7b,, 7c, são dispostos em uma parte protuberante que forma um ângulo de 90º com os respectivos elementos de fluxo 7a, 7b, 7c. A superfície de controle 17e compreende três rebaixos 17a, 17b, 17c. Os respectivos elementos de fluxo 7a, 7b, 7c compreendem dispositivos de mola adaptados para exercer uma força de mola nos dispositivos de controle 7a,, 7b,, 7c, de modo que eles sejam pressionados contra a superfície de controle 17e. Quando a barra de regulagem 17 está em uma posição inferior, “ cada um dos dispositivos de controle 7a,, 7b,, 7c, estará em seus respectivos rebaixos 17a, 17b, 17c. A FIG. 2 representa a barra de regulagem 17 quando ela foi movida levemente ' para cima de modo que o primeiro dispositivo de controle 7a, se mova para fora do rebaixo 17a. Quando o primeiro dispositivo de controle 7a, deixa o rebaixo 17a, ele articula através de90º O dispositivo de controle 7a, também articula assim o primeiro elemento de fluxo através de 90º, comutando-o da posição aberta para a posição fechada. Quando a barra de regulagem 17 é movida levemente mais para cima, o segundo dispositivo de controle 7b, igualmente se move para fora do rebaixo 17b. O segundo dispositivo de controle 7b, articula assim o segundo elemento de fluxo da posição aberta para a posição fechada. Quando a barrade regulagem 17 é movida levemente mais para cima, o terceiro dispositivo de controle 7c, igualmente se move para fora do rebaixo 17c. O terceiro dispositivo de controle 7c, articula assim o terceiro elemento de fluxo 7c da posição aberta para a posição fechada. Mover a barra de regulagem passo a passo para cima de uma posição inicial inferior torna possível que os elementos de fluxo 7a, 7b, 7c sejam movidos sucessivamente em direção a suas posições fechadas pelo motor elétrico 15. Nesse caso, a unidade de controle 10 recebe informação a partir de um sensor 14 que detecta a temperatura do ar comprimido deixando o resfriador do ar de admissão.FIG. 2 represents an alternative embodiment of the invention. In that case, one. electric motor 15 is used to position all three flow elements 7a, 7b, 7c in an open and a closed position. The electric motor 15 is adapted here for. moving a regulation bar 17 by means of a transmission wheel 16 connected to a toothed rack 17d on the regulation bar 17. The regulation bar 17 is provided with a control surface 17e adapted to cooperate with a respective control device 7a, , 7b ,, 7c, of each of the flow elements 7a, 7b, 7c. The control devices 7a ,, 7b ,, 7c are arranged in a protruding part that forms an angle of 90º with the respective flow elements 7a, 7b, 7c. The control surface 17e comprises three recesses 17a, 17b, 17c. The respective flow elements 7a, 7b, 7c comprise spring devices adapted to exert a spring force on the control devices 7a ,, 7b ,, 7c, so that they are pressed against the control surface 17e. When the adjustment bar 17 is in a lower position, “each of the control devices 7a ,, 7b ,, 7c, will be in its respective recesses 17a, 17b, 17c. FIG. 2 represents the adjusting bar 17 when it has been moved slightly upwards so that the first control device 7a, moves out of the recess 17a. When the first control device 7a leaves the recess 17a, it articulates through 90º. The control device 7a also thus articulates the first flow element through 90º, switching it from the open position to the closed position. When the adjusting bar 17 is moved slightly higher, the second control device 7b also moves out of the recess 17b. The second control device 7b thus articulates the second flow element from the open to the closed position. When the control bar 17 is moved slightly higher, the third control device 7c also moves out of the recess 17c. The third control device 7c thus articulates the third flow element 7c from the open to the closed position. Moving the adjustment bar step by step from a lower starting position makes it possible for the flow elements 7a, 7b, 7c to be moved successively towards their closed positions by the electric motor 15. In this case, the control unit 10 receives information from a sensor 14 that detects the compressed air temperature leaving the intake air cooler.
. 9/9 Quando o ar comprimido deixando o resfriador do ar de admissão está em uma temperatura acima de 0º, não há risco de formação de gelo dentro do resfriador do ar de admissão. Se o ar deixando o resfriador do ar de admissão está em uma temperatura abaixo de 0º C, há risco iminente de formação de gelo dentro do resfriador do ar de admissão. Em tais circunstâncias, a unidade de controle 10 pode ativar o motor elétrico 15 para mover a barra de regulagem 17 para cima de modo que o elemento de fluxo 7a, 7b, 7c situado mais para cima no tanque de entrada 2 defina a região Ra, Rg, Rc do pacote de radiadores 3 que é utilizado para resfriar o ar comprimido. Durante a operação, a unidade de controle 10 recebe . substancialmente continuamente informação a partir do sensor 14 com relação à temperatura do ar comprimido deixando o resfriador do ar de admissão. A unidade de . controle pode então, em intervalos relativamente curtos, mover a barra de regulagem 17 entre as posições apropriadas de modo que o ar deixando o resfriador do ar de admissão estará substancialmente continuamente em uma temperatura que é baixam, mas sempre maior do que 0º. A unidade de controle 10 aqui novamente recebe informação 12 com relação à carga mediante o motor de combustão. Essa informação pode tornar possível que a unidade de controle 10 guie a barra de regulagem 17 para posições apropriadas com maior precisão. Nesse caso, a unidade de controle 10 igualmente recebe informação a partir de um sensor 13 que detecta a temperatura dos gases de escape. A unidade de controle 10 pode assim aqui novamente reduzir a capacidade dos resfriadores do ar de admissão quando, por exemplo, o veículo está sendo colocado em movimento, de modo a alcançar * uma temperatura de escape necessária na qual a limpeza desejada dos gases de escape é alcançada.. 9/9 When the compressed air leaving the intake air cooler is at a temperature above 0 °, there is no risk of ice formation inside the intake air cooler. If the air leaving the intake air cooler is below 0 ° C, there is an imminent risk of ice formation inside the intake air cooler. In such circumstances, the control unit 10 can activate the electric motor 15 to move the regulation bar 17 upwards so that the flow element 7a, 7b, 7c located higher in the inlet tank 2 defines the region Ra, Rg, Rc of the radiator pack 3 which is used to cool the compressed air. During operation, the control unit 10 receives. substantially continuously information from the sensor 14 regarding the compressed air temperature leaving the intake air cooler. The unit of. The control can then, at relatively short intervals, move the adjusting bar 17 between the appropriate positions so that the air leaving the intake air cooler will be substantially continuously at a temperature that is low, but always greater than 0 °. The control unit 10 here again receives information 12 regarding the load by means of the combustion engine. This information can make it possible for the control unit 10 to guide the regulation bar 17 to appropriate positions with greater precision. In that case, the control unit 10 also receives information from a sensor 13 that detects the temperature of the exhaust gases. The control unit 10 can thus here again reduce the capacity of the intake air coolers when, for example, the vehicle is being set in motion, in order to achieve * a necessary exhaust temperature at which the desired exhaust gas cleaning is achieved.
" A invenção não está de forma alguma limitada à modalidade descrita com relação aos desenhos, mas pode ser variada livremente dentro dos escopos das reivindicações. Nas modalidades descritas acima, a capacidade do resfriador do ar de admissão é limitada em três etapas. É claro possível limitar a capacidade do resfriador do ar de admissão em duas etapas ou em mais do que três etapas."The invention is by no means limited to the modality described in relation to the drawings, but it can be varied freely within the scope of the claims. In the modalities described above, the capacity of the intake air cooler is limited in three stages. limit the capacity of the intake air cooler to two steps or more than three steps.
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