BRPI0712173A2

BRPI0712173A2 - arranjo de refrigerador para um veìculo motor

Info

Publication number: BRPI0712173A2
Application number: BRPI0712173-3A
Authority: BR
Inventors: Zoltan Kardos
Original assignee: Scania Cv Ab
Priority date: 2006-06-30
Filing date: 2007-06-25
Publication date: 2012-01-17
Also published as: SE530033C2; EP2038529A4; JP2009541120A; US20100229548A1; CN101484673B; EP2038529A1; JP4825303B2; SE0601446L; EP2038529B1; WO2008002265A1; CN101484673A; BRPI0712173B1; US8020536B2

Abstract

ARRANJO DE REFRIGERADOR PARA UM VEìCULO MOTOR A invenção refere-se a um dispositivo refrigerador (1) para um veículo motor que compreende: um refrigerador de ar de admissão (10) com um primeiro elemento refrigerador (11), - um refrigerador EGR (20) com um segundo elemento refrigerador (21), onde o primeiro e o segundo elementos refrigeradores são arranjados perto um do outro e substancialmente em plano um com o outro, e onde cada um dos respectivos elementos refrigeradores compreende tubos para o meio a ser refrigerado e passagens de ar para um fluxo de ar de refrigeração que são arranjadas entre os tubos, - um dispositivo de triagem (40) arranjado em frente ou atrás dos elementos refrigeradores de modo a regular o fluxo de ar através do último, e - um mecanismo de controle (50) pelo qual o dispositivo de triagem é comutável para e a partir de entre uma posição aberta na qual o dispositivo de triagem não, ou no mínimo não limita apreciavelmente o fluxo de ar através das ditas passagens de ar dos elementos refrigeradores, e uma posição fechada na qual o dispositivo de triagem limita o fluxo de ar através das passagens de ar entre todos os ditos tubos do segundo elemento refrigerador e o fluxo de ar através das passagens de ar entre somente alguns dos ditos tubos do primeiro elemento refrigerador de modo a agir contra a formação de gelo nestes tubos.

Description

"ARRANJO DE REFRIGERADOR PARA UM VEICULO MOTOR"

Campo da Invenção

A presente invenção refere-se a um dispositivo refrigerador para um veículo motor que compreende um refrigerador de ar de admissão com um primeiro elemento refrigerador para refrigeração de ar de admissão para o motor de combustão do veículo motor e um re- frigerador EGR com um segundo elemento refrigerador para a refrigeração de gases de e- xaustão que são conduzidos de volta ao dito motor de combustão, onde o primeiro elemento refrigerador e o segundo elemento refrigerador são arranjados perto um do outro e substan- cialmente em plano um com o outro, e onde cada um dos respectivos elementos refrigerado- res compreende tubos para o meio a ser refrigerado e passagens de ar para um fluxo de ar de refrigeração, que são arranjados entre os tubos.

Fundamentos da Invenção

Um veículo motor com um motor de combustão super-carregado e um assim cha- mado sistema EGR (recirculação de gás de exaustão) para levar os gases de exaustão de volta ao motor de combustão é freqüentemente fornecido com um dispositivo refrigerador que compreende um refrigerador de ar de admissão com um elemento refrigerador substan- cialmente tipo placa para refrigeração de ar de admissão para o motor de combustão e um refrigerador EGR com um elemento refrigerador substancialmente tipo placa para refrigerar os gases de exaustão que são levados de volta ao motor de combustão. Cada um dos res- pectivos elementos refrigeradores compreende tubos alongados e flanges de refrigeração conectados aos tubos, onde o meio a ser resfriado (isto é, ar de admissão ou gases de e- xaustão, respectivamente) é levado através desses tubos e é resfriado, via os flanges de refrigeração, através do ar ambiente que passa pelas passagens de ar entre os tubos. O fluxo de refrigeração de ar ambiente, através das passagens de ar, é gerado pelo movimen- to do veículo e/ou através de uma parte que forma o ventilador do dispositivo refrigerador.

Uma forma conhecida de economizar espaço e alcançar um dispositivo refrigerador de construção simples, no caso de um dispositivo refrigerador do tipo indicado acima, é montar o refrigerador de ar de admissão e o refrigerador EGR um ao outro com o elemento refrigerador do refrigerador de ar de admissão e o elemento refrigerador do refrigerador EGR arranjados substancialmente perto um do outro ou substancialmente em plano um com o outro.

Em um veículo motor com um motor de combustão super-carregado e refrigeração a ar do ar de admissão, a entrada de ar para o motor de combustão é pressurizada por um compressor e o ar de admissão pressurizado resultante é, portanto, refrigerado, antes de ser alimentado no motor de combustão, por um refrigerador de ar de admissão a uma tempera- tura de poucos graus acima da temperatura ambiente. Quando a carga de ar é refrigerada no refrigerador de ar de admissão, o condensado precipita nos tubos do elemento refrigera- dor do refrigerador de ar de admissão. Em climas frios com temperaturas ambientes abaixo de 0°C, existe o risco de que o condensado precipitado possa congelar nos tubos do ele- mento refrigerador, que pode resultar na obstrução indesejada do último. Este problema de precipitação do condensado e a formação de gelo é ainda normalmente maior em um refri- gerador EGR. O risco de formação de gelo nos elementos refrigeradores do refrigerador de ar de admissão e do refrigerador EGR pode ser reduzido limitando o fluxo de refrigeração de ar ambiente através dos elementos refrigeradores.

Uma prática conhecida é usar vários tipos de dispositivos de triagem, por exemplo, na forma de ventiladores, para regular o fluxo de ar através de um ou mais elementos refri- geradores de um dispositivo refrigerador em um veículo motor. Estes dispositivos de triagem são freqüentemente arranjados imediatamente em frente ou atrás de um ou mais elementos refrigeradores e são normalmente manobráveis, ou manualmente ou automaticamente, por um mecanismo de controle para e a partir de, entre uma posição aberta na qual o dispositivo de triagem limita ligeiramente somente ou não totalmente o fluxo de ar através do elemento ou elementos refrigeradores relacionados, e uma posição fechada na qual o dispositivo de triagem limita substancialmente completamente ou no mínimo abundantemente o fluxo de ar através do dito elemento ou elementos refrigeradores. Vários tipos dos tais dispositivos de triagem são descritos, por exemplo, nas patentes Norte-Americanas 4 753 288A, DE 3 701 584 A1 e DE 7 716 940 U1.

Objetivo da Invenção

O objetivo da presente invenção é fornecer um desenvolvimento adicional de um dispositivo refrigerador do tipo indicado na introdução de modo a propor um dispositivo refri- gerador com uma configuração, que em no mínimo alguns aspectos, fornece uma vantagem em relação a um tipo relevante de dispositivo refrigerador convencionalmente configurado.

Sumário da Invenção

De acordo com a presente invenção, o dito objetivo é alcançado com um dispositivo refrigerador que exibe as características indicadas na reivindicação 1.

De acordo com a invenção, o dispositivo refrigerador compreende:

- um refrigerador de ar de admissão com um primeiro elemento refrigerador para re- frigeração do ar de admissão para o motor de combustão do veículo motor, elemento refri- gerador que compreende tubos para o ar de admissão que é para ser resfriado e passagens de ar para um fluxo de ar de refrigeração que são arranjados entre esses tubos,

- um refrigerador EGR com um segundo elemento refrigerador para refrigeração dos gases de exaustão que são lavados de volta ao dito motor de combustão, elemento re- frigerador que compreende tubos para os gases de exaustão que são resfriados e passa- gens de ar para um fluxo de ar de refrigeração que são arranjadas entres estes tubos, onde o primeiro elemento refrigerador e o segundo elemento refrigerador são arranjados perto um do outro ou substancialmente em plano um com o outro,

- um dispositivo de triagem arranjado em frente ou atrás dos ditos elementos refri- geradores de modo a regular o fluxo de ar através deles, e

- um mecanismo de controle pelo qual o dispositivo de triagem é comutável para e a partir de entre uma posição aberta na qual o dispositivo de triagem não, ou no mínimo não apreciavelmente limita o fluxo de ar através das ditas passagens de ar dos elementos refri- geradores, e uma posição fechada na qual o dispositivo de triagem limita o fluxo de ar atra- vés das passagens de ar entre todos os ditos tubos do segundo elemento refrigerador e o fluxo de ar através das passagens de ar entre somente alguns dos ditos tubos do primeiro elemento refrigerador de modo a conter a formação de gelo nestes tubos.

A expressão "fluxo de ar" significa aqui o fluxo de refrigeração do ar ambiente que passa através das passagens de ar entre os tubos dos elementos refrigeradores.

A presente invenção é baseada na percepção de que para o funcionamento satisfa- tório do motor de combustão do veículo motor é suficiente para impedir a formação de gelo no elemento refrigerador do refrigerador EGR e em uma parte menor do elemento refrigera- dor do refrigerador de ar de admissão tal que os tubos do elemento refrigerador do refrige- rador EGR sejam mantidos abertos para que os gases de exaustão possam fluir através e no mínimo alguns tubos do elemento refrigerador do refrigerador de ar de admissão sejam mantidos abertos para que o ar de admissão flua através em clima frio. Tendo controle signi- fica somente parte do elemento refrigerador do refrigerador de ar de admissão em sua posi- ção fechada torna possível usar um dispositivo de triagem que solicita um espaço de ajuste relativamente pouco, com o resultado de que o dispositivo de triagem pode, por exemplo, ser localizado no espaço freqüentemente muito limitado em frente ao refrigerador EGR e ao refrigerador de ar de admissão.

Várias modalidades do dispositivo refrigerador de acordo com a invenção são indi- cadas pelas reivindicações dependentes e pela descrição apresentada abaixo.

Breve Descrição dos Desenhos

A invenção é descrita abaixo em mais detalhes com base nos exemplos de modali- dade com referência aos desenhos em anexo, nos quais:

A Fig. 1 descreve uma vista lateral esquemática de um dispositivo refrigerador de acordo com uma primeira modalidade da presente invenção, que mostra em uma posição aberta um dispositivo de triagem que forma parte do dispositivo refrigerador;

A Fig. 2 descreve um detalhe aumentado do corte parcialmente esquemático de parte do dispositivo refrigerador de acordo com a Fig. 1;

A FIG. 3 descreve o dispositivo refrigerador de acordo com a Fig. 1, com seu dispo- sitivo de triagem em uma posição fechada;

A Fig. 4 descreve uma vista lateral parcialmente esquemática de um dispositivo re- frigerador de acordo com uma segunda modalidade da presente invenção, mostrando em uma posição aberta, um dispositivo de triagem que forma parte do dispositivo refrigerador; e A Fig. 5 descreve o dispositivo refrigerador de acordo com a Fig. 4, com seu dispo- sitivo de triagem em uma posição fechada.

Descrição Detalhada das Modalidades Preferenciais

As Figs. 1-5 ilustram um dispositivo refrigerador para um veículo motor de acordo com duas modalidades diferentes da presente invenção. O dispositivo refrigerador 1 é pre- tendido para um veículo motor que é fornecido com um motor de combustão super- carregado e um sistema EGR. As mesmas partes ou partes similares de várias modalidades nas Figs. 1 - 5 são dadas as mesmas notações de referência.

O dispositivo refrigerador 1 compreende um refrigerador de ar de admissão 10 de configuração convencional com um elemento refrigerador substancialmente tipo placa 11 para refrigeração do ar de admissão para o motor de combustão do veículo motor, isto é, a entrada de ar ao motor de combustão que é comprimido em um compressor no veículo mo- tor antes que ele seja fornecido ao motor de combustão. O refrigerador de ar de admissão 10 pretende receber via um tubo não representado ar de admissão quente a partir de um compressor do veículo motor e ser conectado via um tubo não representado ao motor de combustão do veículo motor de modo a abastecer o ar de admissão para o último. O ele- mento refrigerador 11 compreende tubos alongados 12 que se estendem em uma distância um do outro aos quais os flanges de refrigeração (não descritos) são conectados. A Fig. 2 descreve os tubos 12 em seção transversal e eles aqui tomam a forma de tubos achatados de forma de seção transversal retangular. As passagens de ar 13 são arranjadas entre os tubos do elemento refrigerador 12 para permitir que o ar ambiente de refrigeração passe através do elemento refrigerador na direção indicada pelas setas na Fig. 2. O ar de admis- são a partir do dito compressor é levado através dos tubos do elemento refrigerador 12 e é resfriado, via os flanges de refrigeração, por ar ambiente que passa pelas passagens de ar 13 entre os tubos.

O dispositivo refrigerador 1 também compreende um refrigerador EGR 20 de confi- guração convencional com um elemento refrigerador substancialmente do tipo placa 21 para refrigeração dos gases de exaustão que são desviados da linha de exaustão do veículo mo- tor de modo a ser levado de volta ao motor de combustão do veículo motor. O refrigerador EGR 20 é adaptado para a refrigeração desses gases de exaustão antes de eles sejam le- vados de volta ao motor de combustão e pretende receber via um tubo não representado gases de exaustão quentes a partir da linha de exaustão do veículo motor e que seja conec- tado via um tubo não representado ao duto de ar de entrada do motor de combustão do veí- culo motor de modo a abastecer os gases de exaustão para o último. O elemento refrigera- dor 21 compreende os tubos alongados 22 que se estendem em uma distância um do outro aos quais os flanges de refrigeração (não descritos) são conectados. A Fig. 2 descreve os tubos 22 em seção transversal e eles tomam a forma de tubos achatados de forma de seção transversal retangular. As passagens de ar 23 são arranjadas entre os tubos do elemento refrigerador 22 para permitir que o ar ambiente de refrigeração passe através do elemento refrigerador na direção indicada pelas setas na Fig. 2. Os gases de exaustão da linha de exaustão do veículo motor são levados através dos tubos do elemento refrigerador 22 e são refrigerados, via os flanges de refrigeração, pelo ar ambiente que passa através das passa- gens de ar 23 entre os tubos.

O elemento refrigerador do refrigerador EGR 21 e o elemento refrigerador do refri- gerador de ar de admissão 11 são arranjados perto um do outro e substancialmente em pla- no um com o outro. Nas modalidades ilustradas, o refrigerador EGR 20 é arranjado acima o refrigerador de ar de admissão 10.

Nos exemplos ilustrados, um refrigerador de líquido do radiador 30 de configuração convencional com um elemento refrigerador substancialmente do tipo placa 31 para refrige- ração do líquido do radiador para o motor de combustão do veículo motor é arranjado atrás do refrigerador de ar de admissão 10 e do refrigerador EGR 20 como visto na direção do movimento pretendido do veículo motor. Em adição, um componente de veículo 3, que po- de, por exemplo, tomar a forma de um condensador para o sistema de condicionamento de ar do veículo motor ou de um refrigerador a óleo, é arranjado em frente ao refrigerador de ar de admissão 10 como visto na direção do movimento pretendido do veículo motor. A Fig. 1 também mostra uma grade 4 arranjada na frente do veículo motor.

O fluxo de refrigeração de ar ambiente através das passagens de ar 13, 23 dos respectivos elementos refrigeradores 11, 21, 31 é gerado pelo movimento para frente do veículo motor e/ou por um ventilador 5. No exemplo ilustrado na Fig. 1, esse ventilador 5 é arranjado atrás do refrigerador de líquido do radiador 30 como visto na direção do movimen- to pretendido do veículo motor.

De acordo com a invenção, o dispositivo refrigerador 1 compreende:

- um dispositivo de triagem 40 arranjado em frente ou atrás dos elementos refrige- radores do refrigerador de ar de admissão e do refrigerador EGR 11, 21 para regular o fluxo de ar através do último, e

- um mecanismo de controle 50 pelo qual o dito dispositivo de triagem 40 é comutá- vel para e a partir de entre uma posição aberta na qual o dispositivo de triagem 40 não, ou no mínimo não apreciavelmente, limita o fluxo de ar através das ditas passagens de ar 13, 23 dos elementos refrigeradores do refrigerador de ar de admissão e do refrigerador EGR 11, 21, e uma posição fechada na qual o dispositivo de triagem 40 substancialmente com- pletamente, ou no mínimo a uma extensão maior do que na posição aberta, limita o fluxo de ar através das passagens de ar 23 entre todos os tubos 22 mencionados acima do elemento refrigerador do refrigerador EGR 21 e o fluxo de ar através das passagens de ar 13 entre somente alguns dos tubos 12 mencionados acima do elemento refrigerador do refrigerador de ar de admissão 11 de modo a conter a formação de gelo nesses tubos 12, 22.

Nas modalidades ilustradas, o dispositivo de triagem 40 é arranjado imediatamente em frente ao refrigerador EGR 20 e na parte superior do refrigerador de ar de admissão 10 como visto na direção do movimento pretendido do veículo motor, isto é, entre esses refrige- radores 10, 20 e a grade 4, mas ele pode alternativamente ser arranjado imediatamente a - trás desses refrigeradores 10, 20, isto é, entre esses refrigeradores 10, 20 e o refrigerador de líquido do radiador 30.

O mecanismo de controle 50 pode com vantagem compreender um cilindro hidráu- lico ou pneumático 51 para comutar o dispositivo de triagem 40, como ilustrado nas Figs. 2, 4 e 5.

Na modalidade ilustrada nas Figs. 1 - 3, o dispositivo de triagem 40 toma a forma de ventiladores que compreendem lâminas 41 que são articuláveis pelo mecanismo de con- trole 50 para e a partir de entre uma posição aberta (ver Figd. 1 e 2) onde as lâminas 41 se estendem substancialmente perpendiculares aos planos laterais adjacentes 14, 24 dos ele- mentos refrigeradores 11, 21 e uma posição fechada (ver Fig. 3) onde as lâminas 41 se es- tendem substancialmente paralelas aos planos laterais adjacentes 14, 24 dos elementos refrigeradores 11, 21. As lâminas 41 estão, com vantagem, arranjadas para sobrepor uma a outra na posição fechada, como ilustrado na Fig. 3.

Na modalidade ilustrada na Figs. 4 e 5, o dispositivo de triagem 40 compreende dois elementos de controle tipo disco 45a, 45b que estão voltados um para o outro e têm aberturas 46a e 46b através deles. Um elemento de controle 45a é móvel em seu plano de extensão relativo ao outro elemento de controle 45b pelo mecanismo de controle 50 de tal forma que as aberturas 46a, 46b nos elementos de controle cooperam para formar as pas- sagens de ar 47 que se estendem através do dispositivo de triagem 40 e que são maiores do que quando o dispositivo de triagem está na posição aberta (ver Fig. 4) que quando o dispositivo de triagem está na posição fechada (ver Fig. 5). As ditas aberturas 46a, 46b po- dem, por exemplo, tomar a forma de aberturas alongadas. As ditas passagens de ar 47 es- tão, com vantagem, totalmente fechadas quando o dispositivo de triagem está na posição fechada, como ilustrado na Fig. 5.

O dispositivo de triagem 40 pode também ser de alguma outra configuração do que aquela ilustrada nos desenhos em anexo e pode, por exemplo, compreender uma estrutura de controle que é móvel por um mecanismo de controle dentro e fora do espaço em frente do EGR 20 e a parte relevante do refrigerador de ar de admissão 10.

O dispositivo de triagem 40 pode ser então arranjado que na posição fechada ele limita o fluxo de ar através das passagens de ar 13 entre menos da metade dos tubos 12 mencionados acima do elemento refrigerador do refrigerador de ar de admissão 11. Nas modalidades ilustradas, o dispositivo de triagem 40 é então arranjado que na posição fecha- da ele mascara substancialmente toda a superfície lateral 24 do elemento refrigerador do refrigerador EGR 21 que está voltado em direção ao dispositivo de triagem, mas menos da metade da superfície lateral 14 do elemento refrigerador do refrigerador de ar de admissão 11 que está voltado em direção ao dispositivo de triagem.

O dispositivo de triagem 40 pode, por exemplo, ser fixado ao refrigerador EGR 20 e ao refrigerador de ar de admissão 10 ou à grade 4.

A invenção é claro de nenhuma maneira limitada às modalidades descritas acima, visto que muitas possibilidades para modificações dessas são provavelmente óbvias a um especialista no campo sem desse modo abandonar o conceito fundamental da invenção como definido nas reivindicações em anexo.

Claims

1. Dispositivo refrigerador para um veículo motor que compreende um refrigerador de ar de admissão (10) com um primeiro elemento refrigerador (11) para refrigeração de ar de admissão para o motor de combustão do veículo motor e um refrigerador EGR (20) com um segundo elemento refrigerador (21) para refrigeração dos gases de exaustão que são levados de volta ao dito motor de combustão, onde o primeiro elemento refrigerador (11) e o segundo elemento refrigerador (21) são arranjados perto um do outro e substancialmente em plano um com o outro e onde cada um dos respectivos elementos refrigeradores (11, 21) compreende tubos (12, 22) para um meio que é para ser resfriado e passagens de ar (13, 23) para um fluxo de ar de refrigeração que são arranjadas entre os tubos, CARACTERIZADO pelo fato de que: - o dispositivo refrigerador (1) compreende um dispositivo de triagem (40) arranjado em frente ou atrás dos ditos elementos refrigeradores (11, 21) de modo a regular o fluxo de ar através deles, e - o dispositivo refrigerador (1) compreende um mecanismo de controle (50) pelo qual o dito dispositivo de triagem (40) é comutável para e a partir de entre uma posição a - berta na qual o elemento de controle (40) não, ou no mínimo não apreciavelmente, limita o fluxo de ar através das ditas passagens de ar (13, 23) dos elementos refrigeradores (11, 21), e uma posição fechada na qual o dispositivo de triagem (40) limita o fluxo de ar através das passagens de ar (23) entre todos os ditos tubos (22) do segundo elemento refrigerador (20) e o fluxo de ar através das passagens de ar (13) entre somente alguns dos ditos tubos (12) do primeiro elemento refrigerador (11) de modo a conter a formação de gelo nesses tubos.

2. Dispositivo refrigerador, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pe- lo fato de que o dispositivo de triagem (40) é assim arranjado tal que na posição fechada ele limita o fluxo de ar através das passagens de ar (13) entre menos da metade dos ditos tubos (12) do primeiro elemento refrigerador (11).

3. Dispositivo refrigerador, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pe- lo fato de que o dispositivo de triagem (40) é assim arranjado tal que na posição fechada ele mascara substancialmente toda a superfície lateral (24) do segundo elemento refrigerador (21) que está voltado em direção ao dispositivo de triagem, e menos da metade da superfí- cie lateral (14) do primeiro elemento refrigerador (11) que está voltado em direção ao dispo- sitivo de triagem.

4. Dispositivo refrigerador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 - 3, CARACTERIZADO pelo fato de que o dispositivo de triagem (40) compreende as lâminas (41) que são articuláveis pelo mecanismo de controle (50).

5. Dispositivo refrigerador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-3, CARACTERIZADO pelo fato de que o dispositivo de triagem (40) compreende no mínimo dois elementos de controle tipo disco (45a, 45b) que estão voltados em direção um ao outro e que têm aberturas (46a, 46b) através deles, onde pelo menos um desses elementos de controle é móvel em seu plano de extensão em relação ao outro elemento de controle pelo mecanismo de controle (50) e onde as ditas aberturas (46a, 46b) nos elementos de controle (45a, 45b) são arranjadas para cooperar na formação das passagens de ar (47) que se es- tendem através do dispositivo de triagem (40) e que são maiores quando o dispositivo de triagem (40) está na posição aberta do que quando o dispositivo de triagem está na posição fechada.