BR112012033765B1 - cabine de um veículo fora de estrada equipada com um sistema de aquecimento, ventilação e ar condicionado - Google Patents

cabine de um veículo fora de estrada equipada com um sistema de aquecimento, ventilação e ar condicionado Download PDF

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Abstract

CABINE DE VEÍCULO AGRÍCOLA EQUIPADO COM UM SISTEMA HVAC Um cabine (10) de um veículo agrícola possuindo um assento para um operador e uma unidade de console (26) disposta para frente do assento para alojar um display do instrumento. A cabine (10) é equipa-da com um sistema HVAC que compreende uma unidade permuta-dora de calor (36) localizada dentro da unidade de console (26) e um ventilador (32), localizado no piso da cabine por baixo ou ao lado do assento e que serve para soprar ar por meio de um duto ao nível do piso (34) para a unidade permutadora de calor (36).

Description

Campo da invenção
[001] A presente invenção se refere a um sistema de aquecimento, ventila- ção e ar condicionado (HVAC) equipado na cabine de um veículo fora de estrada, este termo sendo usado para incluir veículos agrícolas, tais como tratores e colheita- deiras e máquinas de construção, tais como escavadeiras e manipuladores telescó- picos.
Fundamento da invenção
[002] Como é conhecido, os componentes essenciais de um sistema HVAC de veículos incluem uma entrada de ar, um filtro para remover partículas de poeira e sujeira do ar de entrada, um soprador, uma unidade permutadora de calor que pode incluir pelo menos um de um evaporador por meio do qual flui o refrigerante de um circuito de refrigeração e um radiador através do qual flui um líquido aquecido (em geral, que circula no sistema de arrefecimento do motor), e orifícios de ar para des- carrega do ar para dentro da cabine, depois de ter sido filtrado e soprado através da unidade permutadora de calor pelo soprador.
[003] O design e a localização do sistema HVAC de um veículo fora de es- trada, requer uma consideração cuidadosa por conta do pouco espaço disponível dentro da cabine. Devido aos veículos fora de estrada frequentemente operar em um ambiente sujo, é preferível que a entrada de ar esteja localizada ao nível da cobertu- ra e uma configuração compacta, que é por vezes adotada é a para colocar todos os componentes do sistema HVAC em uma unidade montada do telhado. No entanto, isto não é, por vezes, possível, por exemplo, se a cabine tiver um teto de abrir, ou se a unidade de HVAC restringir a visibilidade de forma inaceitável.
[004] Uma solução alternativa, que tem sido proposta é colocar o soprador e a unidade permutadora de calor por baixo do assento do operador, mas que também não é sempre possível. Em particular, em alguns veículos a folga entre o assento e o piso da cabine não é suficientemente grande para acomodar a unidade permutadora de calor e o soprador. Além disso, em tal configuração o ar no duto pode ser aqueci- do enquanto flui da unidade permutadora de calor para os orifícios de ventilação na unidade de console ou painel de instrumentos.
[005] Outra solução seria ter o HVAC localizado em parte no interior da cabi- ne e, em parte, no compartimento do motor, mas isto iria expor os componentes do sistema HVAC a um ambiente de sujeira e de temperaturas mais elevadas e ocupa- riamespaço valioso dentro de embalagem de compartimento do motor.
Objeto da invenção
[006] A presente invenção procura, por conseguinte, prover um sistema HVAC para a cabine de um veículo fora de estrada, que mitiga pelo menos algumas das desvantagens precedentes, e permite que o sistema seja integrado dentro da cabine de uma forma de espaço eficiente, sem obstruir a visibilidade e sem ocupar espaço excessivo dentro da cabine.
Sumário da invenção
[007] De acordo com um primeiro aspecto da presente invenção, é provida uma cabine de um veículo fora de estrada, possuindo um assento para um operador e uma unidade de console disposta para frente do assento para alojar um visor do instrumento, em que a cabine é equipada com um sistema HVAC que compreende uma unidade permutadora de calor localizada no interior da unidade de console e um soprador localizado no piso da cabine por baixo ou ao lado do assento e que serve para soprar ar através de um duto ao nível do piso para a unidade permutado- ra de calor.
[008] Os orifícios de descarga podem ser apropriadamente montados na unidade de console para direcionar o ar que passa através da unidade permutadora de calor na direção do operador.
[009] De preferência, o suprimento de ar para o soprador passa através de uma unidade de filtro localizada dentro de um para-lama da roda do veículo.
[010] Vantajosamente, ambas as caixas de forro da unidade de filtro, a sa- ber, a caixa suja a montante do elemento de filtro e, a caixa limpa a jusante do ele- mento de filtro, estão alojadas no interior do para-lama da roda. O ar proveniente da caixa limpa pode, adequadamente, ser guiado para o soprador por meio de um duto colocado no interior da cabine e, seguindo o contorno do para-lama da roda.
[011] A entrada de ar do sistema HVAC é preferivelmente localizada no lado de fora da cabine ao nível do teto e flui para o filtro de entrada por meio de um duto vertical, sendo este último convenientemente constituído pelo pilar B da cabine.
[012] Em uma modalidade preferida da invenção, um segundo filtro é forne- cido, para permitir que o soprador aspire o ar filtrado a partir do interior da cabine, para recirculação através da unidade permutadora de calor, além de ou em lugar do ar aspirado através do primeiro filtro. Em um segundo aspecto da invenção, é forne- cido um sistema HVAC para um veículo fora de estrada, possuindo um soprador pa- ra soprar ar através de uma unidade permutadora de calor e uma unidade de filtro disposta a montante do soprador para filtrar o ar soprado pelo soprador, da unidade de filtro que compreende uma caixa suja e uma caixa limpa separadas uma da outra por um elemento de filtro, caracterizada pelo fato de que toda a unidade de filtro esta alojada dentro de um para-lama da roda do veículo.
[013] Vantajosamente, o para-lama da roda inclui um painel removível que serve como uma parede da unidade de filtro e, quando removida, permite o acesso ao interior da unidade de filtro para substituição do elemento de filtro.
Breve descrição dos desenhos
[014] A invenção será agora ainda descrita, a título de exemplo, com refe- rência aos desenhos anexos, nos quais: A figura 1 é uma vista em perspectiva frontal da cabine de um trator, A figura 2 é uma vista lateral da cabine mostrada na figura 1, indicando a loca- lização dos componentes do sistema HVAC, A figura 3 é uma vista em perspectiva traseira da cabine na figura 2, A figura 4 é uma representação esquemática da cabine mostrada nas figuras 2 e 3, e As figuras 5 e 6 são vistas laterais e planas em corte, respectivamente, de uma unidade de filtro montada no interior de um para-lama da roda.
Descrição Detalhada da(s) modalidade(s) preferida (s)
[015] A cabine 10 mostrada nas figuras 1 a 4 tem um piso 12, um teto 14 e A, B e C pilares que suportam o teto 14, sendo estes designados 16, 18 e 20, res- pectivamente. Um para-lama da roda 22 está disposto em cada lado da cabine. O assento 60 para o condutor, que está localizado centralmente no interior da cabine, foi omitido nas figuras 1 a 3, mas é mostrado na figura 4.
[016] Para frente do assento 60, a cabine contém um volante 24 e uma uni- dade de console 26. A unidade de console 26 aloja os diversos instrumentos neces- sários pelo condutor, tais como o indicador de velocidade e calibres diferentes, e que podem também ser utilizados para a montagem de vários interruptores e botões de controle que são necessários pelo motorista. Será apreciado que este design de ca- bine é inteiramente convencional e a invenção não está preocupada com o design da cabine em si, mas com a maneira em que um sistema HVAC pode ser construído para a cabine.
[017] As portas da cabine estão montadas entre os pilares A e B 16, 18 e, como podem ser visto a partir da figura 1, o teto 14 sobressai as aberturas das por- tas. O ar para o sistema HVAC na modalidade preferida da invenção, é puxado atra- vés das grelhas localizadas na parte de baixo das porções salientes do teto 14, co- mo se mostra esquematicamente na figura 4, onde o fluxo de ar é representado por setas. À medida que o ar entra no sistema HVAC ao nível do teto, que contém me- nos poeira do que seria se as grelhas de admissão foram localizadas mais perto do piso.
[018] O ar de entrada escoa-se do pilar B 18 para uma unidade de filtro de ar 30 localizada no interior do para-lama da roda 22. Como mostrado nas figuras 5 e 6, a unidade de filtro de ar 30 compreende duas câmaras cheias 70 e 72 separadas um do outro por um elemento de filtro 71, sendo estas referidas geralmente como a cai- xa suja e a caixa limpa, respectivamente. Na modalidade preferida da invenção, am- bas as caixas 70 e 72, bem como o elemento de filtro são alojados no interior do pa- ra-lama da roda 22. A parte superior do para-lama da roda tem uma tampa de aces- soremovível 76, mostrado na figura 6, para permitir a substituição do elemento de filtro 71. A caixa suja 70 se comunica diretamente com o interior do pilar B 18 en- quanto a caixa limpa se comunica com um duto 74 disposto no interior da cabine e, seguindo o contorno do para-lama da roda 22.
[019] Um soprador 32 está disposto no piso 12 da cabine adjacente e a um dos lados, ou por baixo, do assento do condutor. Na modalidade da invenção mos- trada na figura 3, dois sopradores são providos e dispostos um em cada lado do as- sento de condutor 60. A entrada do ou cada soprador 32 está ligado ao duto 74 liga- doà caixa limpa da unidade de filtro 30 e a sua saída comunica com um segundo duto 34 que está embutido no piso 12 da cabine. O duto 34 está disposto sobre o lado de baixo do piso. Se o duto 34 tiver de passar adjacente a quaisquer elementos quentes, tais como um sistema de escape, então ele pode ser isolado termicamente.
[020] Como mostrado na figura 4, um segundo filtro 80 pode ser fornecido para permitir que o soprador 32 extraia o ar filtrado a partir do interior da cabine, pa- ra recirculação através da permutadora de calor, para além de ou em lugar do ar aspirado através do primeiro filtro 30. A recirculação de ar é mais adequada a condi- ções extremas de clima quente e frio devido a múltiplas passagens do ar através da mesma unidade permutadora de calor, enquanto o ar fresco é para ser preferido sob outras condições. Uma aba pode ser fornecida para permitir que o controlador varie as razões relativas de ar recirculado e ar fresco que flui através do sistema de clima- tização.
[021] A unidade permutadora de calor 36 é montada na unidade de console 26 na parte da frente da cabine. À medida que o compartimento do motor 50, o qual aloja o motor 52, bem como o compressor 54 e o evaporador 56 do sistema HVAC também está localizado na parte da frente do veículo, os comprimentos dos dutos que transportam um fluido de arrefecimento ou de água quente a partir do sistema de arrefecimento do motor para o radiador das unidades permutadoras de calor 36 são minimizados. Os dutos no interior da unidade de console 26 guiam a unidade de ar soprado pelo soprador 32 passada a unidade permutadora de calor 36 para ser descarregada para dentro da cabine por meio de sopradores de ar formados na uni- dade de console 26. Como está representado pelas setas na figura 4, os orifícios de ventilação podem estar localizados para soprar ar para o para-brisa para degelo / desembasamento ou para a face ou os pés do operador sentado.
[022] Como é mostrado na figura 3, o sistema HVAC inteiro pode ser simétri- co, utilizando dois filtros de ar 30, bem como dois sopradores 32 dispostos um de cada lado da cabine 10.
[023] Ao separar o(s) soprador (es) a partir da unidade permutadora de calor, a invenção permite que o espaço atrás da unidade de console 26 seja utilizado para acomodar a unidade permutadora de calor. Esta é uma localização ideal em termos de sua proximidade com o compartimento do motor para o encaminhamento ideal das linhas refrigerantes e de refrigeração e os orifícios de descarga de ar. O espaço de cada lado do assento do motorista 60 oferece amplo espaço para a montagem de um soprador sem restringir o acesso do motorista.
[024] A modalidade preferida da presente invenção oferece a vantagem adi- cional de que a unidade de filtro esteja localizada no lado de fora da cabine, em um espaço que normalmente serve nenhuma finalidade funcional, isto é, o espaço no interno do para-lama da roda. Além disso, a instalação do sistema HVAC dentro da cabine é simplificada através do pilar B para transportar o ar a partir da grelha de entrada montada no teto para a caixa suja 70 da unidade de filtro 30.

Claims (7)

1. Cabine (10) de um veículo fora de estrada, possuindo um assento (60) para um operador e uma unidade de console (26) disposta para frente do assento (60) para alojar um visor de instrumento, em que a cabine (10) está equipada com um sistema HVAC que compreende uma unidade permutadora de calor (36) e um so- prador (32) que serve para soprar ar para a unidade permutadora de calor (36) e a unidade permutadora de calor (36) está localizada dentro da unidade de console CARACTERIZADA pelo fato de que o soprador (32) está localizado no piso (12) por baixo da cabine, ou adjacente ao assento (60) e está ligada à unidade permutadora de calor (36) por meio de um duto no nível do piso (34).
2. Cabine, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato que os orifícios de descarga são montados na unidade de console (26) para direcionar o ar que passa através da unidade permutadora de calor (36) em direção ao operador do veículo.
3. Cabine, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADA pelo fato que o fornecimento de ar para o soprador (32) passa através de uma unidade de filtro (30) localizada no interior de um para-lamas da roda (22) do veículo.
4. Cabine, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADA pelo fato que a unidade de filtro (30) tem uma caixa limpa (72) e uma caixa suja (70) separada uma da outra por um elemento de filtro (71), e em que ambas as caixas da câmara da unidade de filtro são alojadas no interior do para-lama da roda (22).
5. Cabine, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADA pelo fato que o ar proveniente da caixa limpa (72) é guiado para o soprador (32) por meio de um duto (74) disposto no interior da cabine e, seguindo o contorno do para-lama da ro- da.
6. Cabine, de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 5, CARACTERIZADA pelo fato que o ar é admitido para dentro do sistema HVAC atra- vés de uma abertura de entrada disposta no lado de fora da cabine ao nível do teto e que flui para a unidade de filtro por meio de um duto vertical.
7. Cabine, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADA pelo fato que duto vertical é constituído pelo pilar B (18) da cabine.
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