BRPI0514948B1 - Cooling system in a motor vehicle - Google Patents

Abstract

sistema de resfriamento em um veículo motor a presente invenção está relacionada a um elemento de radiador em um veículo motor. o veículo motor (1) compreende uma carcaça, um espaço para motorista (2) com pelo menos uma porta (4) para acesso ao espaço do motorista (2), e um elemento de degrau (5,6) com pelo menos um degrau (5a, b) e situado abaixo da porta. o sistema de resfriamento compreende um elemento de radiador (14) no qual um refrigerante de circulação pretende ser resfriado por um fluxo de ar através do elemento de radiador (14). o elemento de radiador (14) está situado perto do dito elemento de degrau (5, 6).

Description

"SISTEMA DE RESFRIAMENTO EM UM VEÍCULO MOTOR" Campo da Invenção A presente invenção está relacionada a um sistema de resfriamento em um veículo motor de acordo com o prefácio da reivindicação 1.

Fundamentos da Invenção Sistemas de resfriamento convencionais para res-friar um motor de combustão em um veículo motor usualmente compreendem um radiador situado em uma parte frontal do veículo. Tal localização do radiador resulta em um fluxo de ar de resfriamento natural através do radiador, mas um ventilador do radiador é usualmente aplicado ao radiador para assegurar que um fluxo de ar exigido seja mantido através do radiador durante várias condições de operação. Entretanto, o espaço na parte frontal é limitado. Como outros espaços no veículo, está também sujeito à competição a partir de outros componentes do veículo. Isso significa que o radiador não pode ser maior do que um certo tamanho. A capacidade de sistemas de resfriamento convencionais é limitada pela quantidade de espaço disponível para o radiador na parte frontal do veículo.

Entretanto, as exigências de resfriamento de veículos pesados estão constantemente aumentando, em parte porque cada vez motores mais poderosos estão sendo usados. Uma outra razão é as exigências cada vez mais severas considerando descargas de gases de exaustão, particularmente a partir de motores a diesel. Para fornecer motores a diesel que alcancem as exigências cada vez mais severas, é possível pa- ra parte de seus gases de exaustão serem re-circulados (EGR, recirculação de gases de exaustão). Tal recirculação reduz descargas de óxidos de nitrogênio, mas esse método exige resfriamento dos gases de exaustão de recirculação. Hã também cada vez mais aumento no uso de motores de combustão su-percarregados com pressões cada vez mais altas. 0 consumo de combustível no veículo pode desse modo ser reduzido, mas o resfriamento do ar comprimido é exigido antes de ser conduzido ao motor a diesel. Para esse fim, um então chamado refrigerador de ar de carga ê usualmente empregado perto do radiador normal do veículo na frente do veículo.

Sistemas de resfriamento convencionais fornecidos somente com um radiador na frente do veículo são prováveis de ter dificuldade em alcançar as exigências totais de resfriamento de veículos futuros, particularmente em situações onde o veículo é operado em um ambiente quente e/ou o motor de combustão está sujeito a longos períodos de alta carga.

Uma prática conhecida é usar um sistema de resfriamento equipado com mais de um radiador. Uma dificuldade em tais casos é achar um espaço adequado no veículo para ajustar tal radiador extra. Tal espaço necessita ser grande o suficiente para ser capaz de acomodar um radiador enquanto ao mesmo tempo ser situado no veículo de tal forma a tornar fácil para um fluxo de ar ser conduzido através do radiador.

Sumário da Invenção 0 objetivo da presente invenção e fornecer um sistema de resfriamento em um veículo motor que tem um elemento de radiador para o qual há no veículo um espaço de ajusta- mento vantajoso separado do espaço de ajustamento convencional na frente do veículo.

Esse objetivo é alcançado com o sistema de resfriamento do tipo mencionado na introdução, o qual é caracterizado pelas características indicadas na parte de caracterização da reivindicação 1. Muitos caminhões pesados têm portas no espaço do motorista que estão situadas em uma altura considerável acima do nível do chão em laterais opostas do veículo. Caminhões pesados portanto compreendem usualmente elementos de degrau abaixo das respectivas portas para tornar mais fácil para um motorista e qualquer passageiro subir e descer do espaço do motorista. Situando o elemento de ra--diador perto de tal elemento de degrau ê vantajoso a partir de vários pontos de vista. Há usualmente nessa localização um espaço já existente grande o suficiente para permitir o ajustamento de um radiador. A localização está também situada em uma região onde é relativamente fácil fornecer ar ambiente ao elemento de radiador via curtas passagens de ar.

De acordo com uma modalidade preferencial da invenção, o dito radiador está situado adiante de uma roda frontal do veículo situado na lateral do motorista. Hã usualmente um espaço existente que está situado adiante do alojamento da roda da roda frontal e internamente em relação ao elemento de degrau do veículo e é muito adequado para acomodar um elemento de radiador. É também possível para o elemento de radiador ser situado adiante da roda frontal e internamente em relação ao elemento de degrau na lateral do passageiro. 0 dito elemento de degrau compreende pelo menos um degrau e o sistema de resfriamento compreende na carcaça do veículo perto do dito degrau uma abertura de entrada a-través da qual pelo menos parte do fluxo de ar pretende passar para o elemento de radiador. Fornecendo uma abertura de entrada de forma adequada na carcaça perto do elemento de degrau, torna possível para ar ambiente ser levado a fluir substancialmente diretamente ao elemento de radiador via uma curta passagem de ar. Com vantagem, a abertura de entrada está situada na carcaça abaixo do. dito degrau. Isso torna possível para a localização da abertura de entrada ser relativamente escondida tal como para não ser diretamente visível a um observador. 0 elemento de degrau usualmente compreende pelo menos dois degraus, caso em que a abertura de entrada pode estar situada entre os ditos degraus. A abertura de entrada pode assim ser fornecida com uma localização muito escondida onde é substancialmente escondida pelos degraus. Os degraus compreendem com vantagem uma estrutura perfurada tal que ar possa também ser conduzido através dos degraus â abertura de entrada.

De acordo com uma outra modalidade preferencial da invenção, o sistema de resfriamento compreende um elemento de duto que ele próprio compreende uma passagem para conduzir o dito fluxo de ar ao elemento de radiador. 0 elemento de duto pode ser feito de um material plástico ou de metal que define uma passagem de ar para o elemento de radiador. Um fluxo controlado de ar ambiente para o elemento de radiador pode assim ser alcançado tal que o refrigerante no elemento de radiador seja fornecido com resfriamento substanci- almente ótimo. 0 elemento de duto pode ter uma passagem com uma extensão a partir da abertura de entrada na carcaça ao elemento radiador, desse modo assegurando que todo o ar fluindo através da abertura de entrada é também conduzido através do elemento de radiador. Alternativamente, tal elemento de duto pode ter uma passagem com uma extensão a partir de uma abertura de entrada situada na lateral inferior do veículo ao elemento de radiador. A lateral inferior do veículo é normalmente não coberta por qualquer metal ou seu similar. É portanto possível ajustar o elemento de duto com uma parte se projetando para baixo que compreende tal abertura de entrada na lateral inferior do veículo. Com vantagem, o elemento de radiador compreende um ventilador de radiador. 0 fato de que o elemento de radiador não está situado na frente do veículo torna difícil alcançar uma quantidade exigida de fluxo de ar natural através do elemento de radiador. É vantajoso portanto usar um ventilador de radiador para fornecer um fluxo de ar desejado através do elemento de radiador.

De acordo com uma outra modalidade preferencial da invenção, o elemento de radiador toma a forma de um radiador extra que forma parte do sistema de resfriamento e ê adaptado para ser usado quando um radiador normal não tem capacidade suficiente para resfriar o refrigerante circulando no sistema de resfriamento. Um radiador resfriado a ar em um sistema de resfriamento está normalmente situado em uma parte frontal de um veículo. Entretanto, a necessidade de resfriamento em veículos pesados está constantemente aumentan- do. Em particular, um veículo pesado operando em um ambiente quente e/ou sujeito a longos períodos de alta carga de motor torna difícil alcançar a exigência de resfriamento com um sistema de resfriamento convencional que somente compreende um radiador situado na parte frontal do veículo. 0 elemento de radiador extra pode ser usado com sistemas de resfriamento existentes em casos onde o radiador normal do veículo não tem capacidade para resfriar o refrigerante circulando para baixo a uma temperatura exigida. Para esse fim, o veículo pode compreender uma unidade de controle que detecta quando o elemento de radiador extra necessita ser conectado. Alternativamente, o elemento de radiador de acordo com a presente invenção pode formar parte de um sistema de resfriamento separado que é substancialmente continuamente ativado durante a operação do veículo de modo a resfriar um ou mais componentes do veículo.

Breve Descrição dos Desenhos Modalidades preferenciais da invenção são descritas abaixo a título de exemplos com relação aos desenhos em anexo, nos quais: A FIG. 1 representa um caminhão com um sistema de resfriamento de acordo com uma primeira modalidade da invenção; A FIG. 2 representa o veículo na FIG. 1 como visto de baixo; A FIG. 3 representa o elemento de radiador extra do sistema de resfriamento em mais detalhes; e A FIG. 4 representa um sistema de resfriamento com um elemento de radiador extra de acordo com uma segunda modalidade .

Descrição Detalhada das Modalidades Preferenciais da Invenção A FIG. 1 e a FIG. 2 representam esquematicamente um caminhão 1 com um espaço para motorista 2 e um espaço para carga 3. 0 caminhão 1 compreende uma carcaça com portas 4 que são arranjadas em laterais opostas do veículo para ganhar acesso ao espaço para o motorista 2. Em caminhões pesados o espaço para o motorista 2 está usualmente situado em uma altura relativamente muito alta acima do nível do chão. Para tornar mais fácil subir e descer do espaço do motorista 2, o veículo é fornecido com elementos de degrau 5, 6 nas respectivas laterais do espaço do motorista 2. 0 caminhão 1 compreende rodas frontais 7 que podem ser guiadas, rodas traseiras 8 motorizadas e rodas traseiras 9 não motorizadas. 0 caminhão 1 é motorizado por um motor a diesel 10 que transmite seu torque de acionamento via uma linha de transmissão às rodas motorizadas 8. A linha de transmissão compreende entre o resto uma caixa de engrenagem 11. A carcaça do caminhão compreende membros de suporte de carga 12 que entre o resto suportam o motor a diesel 10. O caminhão 1 compreende um sistema de resfriamento para resfriar o motor a diesel 10. O sistema de resfriamento compreende um refrigerante de circulação que circula em um sistema de tubulação não representado. O refrigerante de circulação é adaptado para resfriar o motor a diesel 10 e expulsar seu calor em um primeiro radiador 13 situado em uma parte frontal do veículo 1. 0 refrigerante de circulação é resfriado no primeiro elemento de radiador 13 por ar ambiente fluindo através de passagens no elemento de radiador 13. 0 primeiro elemento de radiador 13 assim tem uma localização convencional no veículo 1. Tal localização do elemento de radiador 13 é vantajosa quando um fluxo de ar natural ocorre através do elemento de radiador 13 durante a operação do veículo 1, mas um ventilador do radiador é comumente usado para assegurar que um fluxo de ar desejado através do primeiro elemento de radiador 13 seja fornecido em todas as condições de operação do veículo. Entretanto, o espaço na parte frontal do veículo é limitado. Como outros espaços em um veículo, esse espaço é também sujeito a severa competição a partir de outros componentes do veículo. Não é portanto sempre possível para o elemento de radiador 13 ser de um tamanho desejado tal como para assegurar que ele possa lidar com resfriamento do refrigerante de circulação para baixo a um nível de temperatura desejado, por exemplo, quando o caminhão 1 é operado em um ambiente quente e/ou o motor a diesel 10 é sujeito a longos períodos de alta carga.

Para o sistema de resfriamento ser capaz de fornecer resfriamento necessário do refrigerante de circulação mesmo em tais circunstâncias, o sistema de resfriamento compreende um radiador extra 14. A FIG. 13 representa o elemento de radiador extra 14 em mais detalhes. 0 elemento de radiador extra 14 está situado adiante da roda frontal do veículo 7, substancialmente imediatamente adiante de seu alojamento da roda 7a.

Entre o alojamento da roda 7a e componentes dianteiros 15 do veiculo que são esquematicamente representados na FIG. 3, há usualmente um espaço acessível que é muito apropriado para uso para ajustar o elemento de radiador extra 14. 0 elemento de radiador extra 14 é assim situado substancialmente imediatamente dentro do elemento de degrau 5 na lateral do motorista do veículo. 0 elemento de degrau 5 compreende aqui dos degraus 5a,b. Os degraus 5a,b são fornecidos com uma estrutura latente que tem orifícios correndo através dela. Entre os degraus 5a,b há uma abertura de entrada 16 para ar ambiente, representada por linhas tracejadas na FIG. 3. 0 elemento de radiador extra 14 é de construção convencional, com uma parte de entrada tubular 17 adaptada para receber o refrigerante quente a partir do motor 10. O elemento de radiador extra 14 adicíonalmente compreende uma parte de radiador intermediária 18, na qual o refrigerante é sujeito a seu próprio resfriamento. As tubulações da parte de radiador 18 são fornecidas de uma maneira convencional com flanges ou seus similares para aumentar a superfície de transferência de calor entre o refrigerante e o ar que flui através da parte do radiador 18. 0 elemento de radiador extra 14 também compreende uma parte de saída tubular 19 adaptada para receber o refrigerante depois que ele tenha sido resfriado na parte de radiador 18. Um ventilador do radiador 20 fornece um fluxo de ar forçado através da parte de radiador 18 tal que o refrigerante é sujeito a resfriamento efetivo durante sua passagem através da parte do radiador 18. O sistema de resfriamento compreende um elemento de duto 21 que tem uma passagem com uma extensão a partir da abertura de entrada 16 na carcaça do veículo à parte do radiador 18. 0 elemento de duto 21 pode ser feito de um material plástico ou metal adequado. A passagem do elemento de duto 21 assim fornece um fluxo controlado de ar ambiente da abertura de entrada 16 ao elemento de radiador extra 14. A forma da passagem do elemento de duto 21 é tal como para causar distribuição substancialmente uniforme do fluxo de ar através da parte do radiador 18. A localização do elemento de radiador extra 14 é tal como para fornecer um certo fluxo de ar via o elemento de duto 21 â parte do radiador 18 durante operação do veículo, mas a ativação do ventilador do radiador 20 é usualraente necessária de modo a alcançar um fluxo de ar desejado à parte do radiador 18. Esse fluxo de ar é representado pelas setas na FIG. 3. 0 ventilador do radiador 20 é com vantagem acionado por um motor elétrico separado não representado.

Durante operação normal do veículo 1, o sistema de resfriamento usa somente o primeiro elemento de radiador 13 para resfriar o refrigerante de circulação. Em situações onde o primeiro elemento de radiador 13 não tem capacidade de resfriar o refrigerante a um nível de temperatura suficientemente baixo, parte do refrigerante é distribuída ao elemento de radiador extra 14. Para esse fim, o sistema de resfriamento pode compreender um sensor de temperatura que detecta a temperatura do refrigerante em um ponto adequado n sistema de resfriamento. Uma unidade de controle elétrico usa informação do sensor de temperatura para ajustar uma válvula ou seu similar no sistema de resfriamento tal que refrigerante é também conduzido ao elemento de radiador extra 14 quando a temperatura do refrigerante excede um valor de referência. Quando o refrigerante é distribuído ao elemento de radiador extra 14, o ventilador do radiador 20 é iniciado para fornecer uma quantidade desejada de fluxo de ar controlado a partir da abertura de entrada 16 ao elemento de radiador extra 14. Tal radiador extra 14 fornece o sistema de resfriamento com capacidade extra que pode ser usada quando o elemento de radiador normal 13 não é capaz de res-friar o refrigerante a um nível de temperatura desejado. A PIG. 4 representa uma forma alternativa de elemento de duto 22. Nesse caso, o elemento de duto 22 tem uma· passagem se estendendo a partir de uma abertura de entrada 23 na lateral inferior do veículo â parte de radiador 18 do elemento de radiador extra 14. A lateral inferior do veículo não é normalmente coberta inteiramente por metal ou seu similar. Ê portanto possível ajustar um elemento de duto 22 com uma parte se projetando para baixo que compreende uma abertura de entrada 23 na lateral inferior do veículo onde é possível conduzir ar ambiente para dentro. A abertura de entrada 23 é representada por linhas tracejadas na FIG. 4. A passagem do elemento de duto 22 assim fornece um fluxo controlado de ar ambiente a partir da lateral inferior do veículo ao elemento de radiador extra 14. Esse caso também exige ativação de um ventilador de radiador 20 para fornecer uma quantidade desejada de fluxo de ar a partir da abertura de entrada 23 à parte de radiador 18. Esse fluxo de ar é re- presentado por setas na FIG. 4. Aqui novamente, o ventilador do radiador 20 pode ser acionado por um motor elétrico separado. A função dessa modalidade corresponde à modalidade na FIG. 3 exceto que nesse caso o ar é direcionado para dentro via uma abertura de entrada 23 situada na lateral inferior do veículo. A invenção de modo algum é limitada às modalidades descritas mas pode ser variada livremente nos escopos das reivindicações. 0 elemento de radiador extra 14 pode alternativamente ser situado adiante da roda frontal 7 na lateral do passageiro do veículo. Nessa localização, há usualmente provavelmente um espaço acessível dentro do elemento de degrau 6. 0 sistema de resfriamento pode ser empregado em substancialmente qualquer veículo desejado que é fornecido com alguma forma de elemento de degrau. O elemento de radiador 14 não necessita ser um radiador extra em um sistema de resfriamento que compreende dois ou mais elementos de radiador. O elemento de radiador 14 pode ser usado como o único elemento de radiador em um sistema de resfriamento. O sistema de resfriamento pode pretender resfriar substancialmente quaisquer componentes desejados ou meios de um veículo. O elemento de radiador pode, por exemplo, tomar a forma de um refrigerador de ar de carga resfriado por ar que resfria o ar comprimido que é conduzido a um motor de combustão supercarregado. O elemento de radiador pode também ser um refrigerador EGR resfriado por ar que resfria gases de exaustão que são re-circulados para um motor de combustão.

REIVINDICAÇÕES

Claims (6)

1. Sistema de resfriamento em um veiculo motor, o veiculo compreende uma carcaça, um espaço do motorista {2) com pelo menos uma porta (4) para acesso ao espaço do motorista (2), e um elemento de degrau (5, 6) com pelo menos um degrau (5a,b) e situado abaixo da porta (4), CARACTERIZADO pelo fato de que compreende um elemento de radiador (14) que está situado próximo ao elemento de degrau (5, 6) do veiculo e no qual um refrigerante de circulação é adaptado para ser resfriado por um fluxo de ar que flui através do elemento de radiador (14), o sistema de resfriamento compreende na carcaça abaixo do dito degrau (5a,b), uma abertura de entrada (16) através da qual fluxo de ar pretende passar para o elemento de radiador (14).

2. Sistema de resfriamento, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito radiador (14) está situado adiante de uma roda frontal (7) do veículo, o qual está situado na lateral do motorista.

3. Sistema de resfriamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que o elemento de degrau (5) compreende dois degraus (5a,b) e que a abertura de entrada (16) está situada no espaço entre os ditos degraus (5a,b).

4. Sistema de resfriamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende um elemento de duto (21) que compreende uma passagem com uma extensão a partir da abertura de entrada (16) na carcaça ao elemento de radiador (14).

5. Sistema de resfriamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que o elemento de radiador (14) compreende um ventilador de radiador (20).

6. Sistema de resfriamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que o elemento de radiador compreende um elemento de radiador extra (14) do sistema de resfriamento que é adaptado para ser usado quando um elemento de radiador normal (13) não tem suficiente capacidade para resfriar o refrigerante circulando no sistema de resfriamento.