BRPI0807304A2 - Dispositivo para a refrigeração de ar de carga, sistema para a superalimentação e/ou refrigeração de ar de carga, processo para refrigeração de ar de carga. - Google Patents

Dispositivo para a refrigeração de ar de carga, sistema para a superalimentação e/ou refrigeração de ar de carga, processo para refrigeração de ar de carga. Download PDF

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Joachim Huster
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Behr Gmbh & Co Kg
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Description

Dispositivo para a refrigeração de ar de carga, sistema para a superalimentação e/ou refrigeração de ar de carga, processo para refrigeração de ar de carga.
A presente invenção refere-se a um dispositivo para a refrigeração de ar de carga para um motor de combustão interna de um automóvel e um sistema para a refrigeração de ar de carga e/ou superalimentação de um motor de combustão interna de um automóvel e um processo para a refrigeração de ar de carga para um motor de combustão interna de um veículo.
Para melhorar o empenho de motores de combustão interna, o ar aspirado do meio ambiente é carregado por meio de um compressor de um 10 turbocompressor de superalimentação em um estágio ou mais estágios. Nisso, o ar comprimido esquenta e depois da compressão precisa novamente ser refrigerado. Isto acontece por meio de um trocador de calor para a refrigeração do ar de carga. Nisso, o ar de carga pode ser refrigerada diretamente ou indiretamente. Na refrigeração do ar de carga direta, o ar carregado é refrigerado diretamente pelo ar ambiente. Na refrigeração 15 de ar de carga indireta, o ar de carga é refrigerado por um agente de refrigeração pó que, por sua vez, é refrigerado pelo ar ambiente.
Também é conhecido refrigerar o ar de carga em vários estágios, no caso de uma superalimentação de ar de carga de vários estágios, especialmente de dois estágios.
Também pode o ar de carga depois da compressão em um
primeiro estágio do compressor ser refrigerado por meio de um refrigerador intermediário, antes que o ar de carga seja novamente comprimido em um outro estágio de compressor para um nível de compressão mais alto. Em um outro trocador de calor para a refrigeração do ar ocorre então a nova refrigeração do ar de carga, antes que este seja conduzido pão motor de combustão interna de um veículo.
Do documento DE 35 04 038 é conhecido um equipamento refrigerador para um motor de combustão interna com refrigeração de água equipado com um compressor de superalimentação de gás de escape, sendo que no sistema de aspiração da máquina é conhecido um refrigerador intermediário para a refrigeração do ar de carga liberado pelo compressor de superalimentação.
Do documento DE 15 052 74 é conhecido um refrigerador de ar de carga com um inserto de refrigeração atravessado por um agente de refrigeração que é disposto no canal de ligação que conduz o ar de carga.
Do documento DE 10 351 845 são conhecidos módulos trocadores de calor paralelos que são ligados a uma caixa de entrada de gás de escape e que constituem um trocador de calor de gás de escape de alta temperatura, e módulos trocadores de calor paralelos que são ligados a uma caixa de saída de gás de escape e constituem trocadores de calor de gás de escape de baixa temperatura . A caixa dos módulos trocadores de calor apresenta flanges nas extremidades para a fixação. O trocador de calor de gás de escape de alta temperatura é fixado de modo rígido na caixa de entrada do gás de escape por meio de um elemento de fixação. Em uma outra extremidade, o trocador de calor de gás de 5 escape de alta temperatura é apoiado em um flange em uma placa de apoio, se modo que tensões forçadas são evitadas.
Do documento EP 08 74 142 é conhecido um dispositivo para a guia integrada de meios líquidos e gasosos de um motor de combustão interna com uma caixa disposta no motor de combustão interna na proximidade de uma cabeça de cilindro e com um flange de fixação para um dispositivo de superalimentação para ar de combustão.
Os trocadores de calor para a refrigeração do ar de carga ou do gás de escape são, cada um, conectados a um grande número de linhas ou tubos que conduzem agentes de refrigeração até os trocadores de calor ou que retiram agentes de 15 refrigeração dos trocadores de calor. Estas linhas, na maioria dos casos, precisam ser fixadas no compartimento do motor com u grande número de diversos elementos de fixação. No caso, o agente de refrigeração para refrigerar os refrigeradores do ar de carga ou dos outros trocadores de calor, tais como por exemplo, refrigeradores de gás de escape, pode ser derivado do circuito de agente de refrigeração para a refrigeração do motor do 20 motor de combustão interna. Para tal é necessário um grande número de interfaces que são executados, por exemplo, como elementos de derivação de tubos.
A presente invenção tem a tarefa de aperfeiçoar um dispositivo do tipo inicialmente mencionado. Em particular deve ser diminuído o dispêndio para as linhas de abastecimento de agente de refrigeração para levar e retirar o agente de 25 refrigeração para ou dos trocadores de calor para a refrigeração do ar de carga e/ou do gás de escape. Ao mesmo tempo deve ser reduzido o número de pontos de interseção de dos elementos de ramificação necessários das linhas que conduzem o agente de refrigeração. Além disso, em especial o tempo de montagem necessário para conectar as linhas de abastecimento com agentes de refrigeração nos trocadores de calor precisa ser reduzido. 30 Além disso, especialmente a própria montagem precisa ser simplificada.
A tarefa é solucionada por meio das características da
reivindicação 1.
A presente invenção sugere um dispositivo para a refrigeração do ar de carga para um motor de combustão interna que apresenta um primeiro trocador de 35 calor, especialmente para a refrigeração de alta pressão de ar de carga. O dispositivo apresenta ainda no mínimo um segundo trocador de calor, especialmente para a refrigeração de baixa pressão do ar de carga. Além disso é previsto pelo menos um primeiro meio de conexão para ligar o primeiro trocador de calor e do pelo menos um segundo trocador de calor um ao outro. O dispositivo possui pelo menos uma linha de abastecimento para o agente de refrigeração para abastecer pelo menos um trocador de calor com agente de refrigeração e pelo menos uma linha de agente de refrigeração para a retirada do agente de refrigeração de pelo menos um dos trocadores de calor. A pelo menos uma linha de 5 abastecimento e a pelo menos uma linha de retirada de material, em essência estão dispostos completamente no pelo menos um meio de ligação.
O termo “primeiro trocador de calor para a refrigeração do ar de carga de aita pressão” significa em especial um refrigerador de ar de carga com o qual é refrigerado o ar de carga, que foi comprimido pelo menos por meio de dois estágios de- 10 compressão de um turbocompressor para um nível de alta pressão. Mas, o primeiro trocador de calor também pode ser um refrigerador de gás de escape e/ou um refrigerador de óleo e/ou um evaporador ou condensador de uma instalação de ar condicionado.
O “segundo trocador de calor para a refrigeração de ar de carga de baixa pressão” significa particularmente um refrigerador de ar de carga que refrigera ar de carga que é aspirado do meio ambiente e que por meio de um primeiro estágio de compressor de um turbocompressor foi comprimido para um nível de ar de carga de baixa pressão.
“Ar de carga de baixa pressão" significa que o ar de carga apresenta uma pressão maior do que o ar ambiente, porém, sendo que a baixa pressão do ar de carga é menor do que a alta pressão do arde carga.
A baixa pressão do ar de carga é gerada por um primeiro estágio de compressão de um turbocompressor. A alta pressão do ar de carga é gerada pelo no mínimo um segundo estágio de compressão de um turbocompressor.
Através da pelo menos uma linha de abastecimento de agente de refrigeração, o agente de refrigeração é conduzido a pelo menos um trocador de calor, especialmente ao trocador de calor de ar de carga sob alta pressão e/ou ao trocador de calor de ar de carga sob baixa pressão.
A pelo menos uma linha de descarga de agente de refrigeração serve para a retirada de agente de refrigeração de pelo menos um trocador de calor, especialmente do trocador de calor de ar de carga sob alta pressão e/ou do trocador de calor de ar de carga sob baixa pressão.
De acordo com uma primeira variação especialmente preferida da presente invenção, o pelo menos um meio de ligação é realizado na forma de um primeiro elemento de ligação, de preferência, de um elemento de ligação fornecido 35 separadamente de uma caixa de um trocador de calor. Nisso, em especial uma placa de ligação serve para a ligação do primeiro trocador de calor e do pelo menos um segundo trocador de calor.
De acordo com uma segunda variação especialmente preferida da presente invenção, o meio de ligação é executado como uma parte integrante de uma caixa de trocador de calor especialmente como uma parede da caixa ao longo da extensão longitudinal da caixa para u outro, um terceiro trocador de calor, especialmente de um trocador de calor de gás de escape.
A pelo menos uma linha de abastecimento de agente de refrigeração e a pelo menos uma linha de descarga de agente de refrigeração em essência são completamente, em especial completamente, dispostas ou integradas no pelo menos um primeiro meio de ligação, em especial na pelo menos uma primeira placa de ligação ou parede da caixa.
De acordo com um aperfeiçoamento vantajoso da presente invenção, a linha de alimentação de agente de refrigeração ramifica-se para formar pelo menos um primeiro canal parcial de alimentação para abastecer o primeiro trocador de calor, em especial do trocador de calor de ar de carga sob alta pressão e um segundo canal parcial para abastecer o segundo trocador de calor, em especial o trocador de calor de ar de carga sob baixa pressão. O primeiro canal parcial de alimentação e o pelo menos um segundo canal parcial de alimentação em essência são completamente, em especial completamente dispostos no pelo menos um primeiro elemento de ligação, em especial na pelo menos uma primeira placa de ligação ou parede da caixa.
De acordo com um aperfeiçoamento vantajoso da presente invenção, o primeiro canal parcial de alimentação ramifica-se para formar um terceiro canal parcial de alimentação e um quarto canal parcial de alimentação para o abastecimento do primeiro trocador de calor, em particular o trocador de calor de ar de carga sob alta pressão, sendo que o terceiro canal parcial de alimentação e o quarto canal parcial de alimentação em essência são dispostos completamente no primeiro elemento de ligação, em especial na placa de ligação ou da parede da caixa. Dessa forma pode ser economizado espaço construtivo com vantagem especial. Além disso, a montagem do dispositivo pode ser especialmente simplificada.
De acordo com um aperfeiçoamento vantajoso da presente invenção, o meio de ligação, em especial a pelo menos uma placa de ligação ou a parede lateral da caixa possui um primeiro canal parcial de descarga para a descarga do agente de refrigeração do primeiro trocador de calor, em especial do trocador de calor de ar de carga sob alta pressão. Além disso, o meio de ligação possui pelo menos um segundo canal parcial de descarga para a descarga de agente de refrigeração do segundo trocador de calor, em especial do trocador de calor de ar de carga sob baixa pressão. O primeiro canal parcial de descarga e o pelo menos um segundo canal parcial de descarga desembocam na linha de descarga de agente de refrigeração. Desse modo, o número das linhas de conexão de agente de refrigeração pode ser reduzido especialmente vantajoso e a montagem pode ser simplificada. De acordo com um aperfeiçoamento vantajoso da primeira variação da presente invenção, o primeiro elemento de ligação, em particular a placa de ligação, possui uma primeira face de flange para fixar por flange o primeiro trocador de calor, em particular o trocador de calor de ar de carga sob alta pressão e/ou uma segunda 5 face de flange para fixar com flange o pelo menos um segundo trocador de calor, em particular o trocador de calor de ar de carga sob baixa pressão. Dessa forma podem o pelo menos um primeiro trocador de calor e o pelo menos um segundo trocador de calor podem ser fixados por flange de maneira especialmente vantajosa no primeiro elemento de ligação. Além disso, o pelo menosjjrn^ pnmeir_o_ trocador.de calor e o pelo menos um segundo 10 trocador de calor podem ser unidos um ao outro de modo especialmente vantajoso, sendo que o abastecimento de agente de refrigeração e/ou a retirada podem ser integrados com vantagem especial no pelo menos um elemento de ligação.
De acordo com um aperfeiçoamento vantajoso da primeira variação da presente invenção, a primeira face de flange e a segunda face de flange em essência estão dispostas de modo oposto uma à outra e/ou paralelamente uma à outra. Desse modo o primeiro trocador de calor e o segundo trocador de calor podem ser unidos um ao outro com i de espaço especial.
Em um aperfeiçoamento vantajoso da primeira variação da presente invenção, a primeira face de flange e/ou a segunda face de flange podem incluir entre si um ângulo entre 0o e 90°.
Em aperfeiçoamento vantajoso da primeira variação da presente invenção são previstos um segundo elemento de ligação e um terceiro estado da técnica para a refrigeração do gás de escape do motor de combustão interna, especialmente um trocador de calor de gás de escape.
O segundo elemento de ligação, em especial a segunda placa
de ligação serve para ligar o terceiro trocador de calor, especialmente o trocador de calor de gás de escape ao primeiro elemento de ligação, especialmente a primeira placa de ligação. Dessa forma, o primeiro trocador de calor, o segundo trocador de calor e o terceiro trocador de calor podem ser interligados de uma maneira especialmente vantajosa. Além disso, as 30 linhas de abastecimento e de descarga de agente de refrigeração para o primeiro trocador de calor e/ou o segundo trocador de calor e/ou o terceiro trocador de calor podem ser integrados de maneira especialmente vantajosa no primeiro elemento de ligação, especialmente na primeira placa de ligação, e/ou no segundo elemento de ligação, especialmente na segunda placa de ligação.
De acordo com um aperfeiçoamento vantajoso da primeira
variação da presente invenção, pode ser previsto também de acordo com a presente invenção que o primeiro elemento de ligação, especialmente a placa de ligação, e o segundo elemento de ligação, especialmente a segunda placa de ligação, estão dispostos essencialmente com um ângulo reto entre si e/ou sejam feitos inteiriçamente. De acordo com um aperfeiçoamento da segunda variação de presente invenção, a linha de abastecimento de agente de refrigeração e a linha de descarga de agente de refrigeração vai ao longo da extensão longitudinal, pelo menos em segmentos, em essência paralelamente uma com a outra e são atravessadas pelo fluxo em sentido contrário. Esta disposição de uma linha de alimentação de agente de refrigeração e de uma linha de descarga de agente de refrigeração em um meio de ligação que é executado como parte integrante de uma caixa de trocador de calor consagrou-se como sendo particularmente econômico de espaço e adaptado a uma forma de caixa de trocador de calor vantajosa.
De preferência, de acordo com um aperfeiçoamento da segunda variação da presente invenção, a linha de alimentação de agente de refrigeração e a linha de descarga de agente de refrigeração são separadas por meio de uma entrada de agente de refrigeração e uma saída de agente de refrigeração, preferencialmente dispostas lado a lado, para o primeiro ou o segundo trocador de calor.
No escopo da segunda variação tornou-se evidente que é especialmente vantajoso que a linha de alimentação de agente de refrigeração estende-se entre uma entrada do agente de refrigeração e um canal parcial de abastecimento para o abastecimento do segundo trocador de calor ou do primeiro trocador de calor. Também é preferido, no escopo da segunda variação que a linha de descarga de agente de refrigeração estende-se entre um canal parcial de descarga para o abastecimento do segundo trocador de calor ou do primeiro trocador de calor e uma saída do agente de refrigeração. Tal decurso do agente de refrigeração predefinido pela linha de alimentação de agente de refrigeração e a linha de descarga de agente de refrigeração é especialmente vantajoso visando o nível de temperatura do agente de refrigeração assumido nos respectivos pontos. Ficou especialmente preferido no âmbito da segunda variação, conduzir o agente de refrigeração por meio da linha de alimentação de agente de refrigeração primeiro a um primeiro trocador de calor, especialmente para a refrigeração do ar de carga sob alta pressão, e depois, por meio da linha de alimentação de agente de refrigeração, a um segundo trocador de calor, especialmente para a refrigeração do ar de carga sob baixa pressão.
Um aperfeiçoamento especialmente preferido da segunda variação da presente invenção prevê que a linha de alimentação de agente de refrigeração apresenta uma ramificação para um canal parcial de abastecimento para o abastecimento do terceiro trocador de calor, e a linha de descarga de agente de refrigeração apresenta uma ramificação para um canal parcial de descarga para o abastecimento do terceiro trocador de calor. Esse aperfeiçoamento é especialmente preferido para o meio de ligação que é executado como parte integrante de uma caixa do trocador de calor do terceiro trocador de calor, sendo que o terceiro trocador de calor de preferência, especial seja um trocador de calor de gás de escape.
A princípio, a segunda variação da presente invenção torna possível de uma maneira especialmente vantajosa, integrar um meio de ligação com função 5 de refrigeração em uma caixa de trocador de calor, especialmente na caixa do trocador de calor de um terceiro trocador de calor, preferencialmente o trocador de calor de gás de escape. A princípio, o meio de ligação também pode ser executado como parte integrante da caixa do trocador de calor do primeiro trocador de calor ou do segundo trocador de calor. Em todo caso é otimizada uma disposição especialmente compacta de trocadores de calor 10 com um meio de ligação formado como parte integrante de uma caixa de trocador de calor no módulo. Dessa forma também são dispensadas adicionalmente as necessidades de vedação entre uma caixa e uma placa de agente de refrigeração.
De preferência, a caixa com o meio de ligação é executada como uma peça fundida, isto é, preferencialmente são do mesmo material. Em virtude disso são minimizadas ainda mais em particular as tensões por temperatura ou outras tensões mecânicas entre componentes diferentes de uma caixa e de uma placa de refrigeração. De preferência, a peça fundida é feita de um material metálico, preferencialmente de alumínio. Ao tudo, de acordo com o conceito da presente invenção, são evitadas linhas adicionais para o agente de refrigeração, e um comprimento de fluxo de um fluxo do agente de refrigeração são mantidos respectivamente curtos. Pontos de vedação e técnicas de vedação necessárias para os pontos de vedação podem ser reduzidos ou ser selecionados respectivamente simples. Especialmente no escopo da segunda variação de presente invenção, tais vantagens são otimizadas e além disso, as tensões por temperatura com um primeiro e um segundo trocador de calor e também eventualmente com um terceiro trocador de calor são mantidas relativamente baixas.
A presente invenção refere-se ainda a um sistema para a refrigeração de ar de carga e/ou a superalimentação de um motor de combustão interna de um automóvel com um dispositivo de acordo com o conceito da presente invenção ou de um aperfeiçoamento dele. O sistema possui um primeiro estágio de compressor para a 30 compressão de ar de carga e um segundo estágio de compressor de um turbocompressor para mais compressão do ar de carga, sendo que o primeiro trocador de calor, em especial o refrigerador do ar de carga sob alta pressão é disposto no lado de saída do segundo estágio do compressor, e o segundo trocador de calor, especialmente o refrigerador do ar de carga sob baixa pressão é disposto no lado de saída do primeiro trocador de calor e/ou 35 no lado de entrada do segundo estágio do compressor. “Turbocompressor” significa que um estágio do compressor, especialmente um compressor, é acoplado a uma turbina através de especialmente um eixo. No caso, a turbina é propulsionada por gás de escape de um motor de combustão interna e através do acoplamento aciona o compressor. O compressor, especialmente o estágio de compressor, comprime ar de carga de um nível de pressão baixa para um nivel de pressão mais alto.
De acordo com um aperfeiçoamento vantajoso da presente invenção, o segundo trocador de calor é integrado em pelo menos um estágio do compressor.
“Integrado em pelo menos um estágio de compressor” significa especialmente que o segundo trocador de calor, em especial o trocador de calor de ar de carga sob baixa pressão é disposto na caixa do compressor do primeiro estágio de compressor e/ou na caixa do segundo estágio de compressor. Dessa forma, espaço construtivo pode ser economizado de modo especialmente vantajoso.
De acordo com a presente invenção também é previsto um processo para a refrigeração do ar de carga para um motor de combustão interna de um automóvel que compreende os seguintes passos de processo:
O material entra em uma linha de alimentação de agente de refrigeração de um meio de ligação, especialmente da primeira placa de ligação ou da parede da caixa, de um dispositivo de acordo cm o conceito da presente invenção ou de u aperfeiçoamento do mesmo.
O agente de refrigeração que flui na linha de alimentação de agente de refrigeração é dividido em um primeiro fluxo parcial de agente de refrigeração e um segundo fluxo parcial de agente de refrigeração.
O agente de refrigeração do primeiro fluxo parcial do agente de refrigeração sai essencialmente diretamente do meio de ligação , especialmente da primeira placa de ligação ou da parede da caixa para um primeiro trocador de calor, especialmente para a refrigeração do ar de carga sob alta pressão.
O agente de refrigeração do segundo fluxo parcial do agente
de refrigeração flui em essência diretamente do meio de ligação, especialmente da primeira placa de ligação ou da parede da caixa, para um segundo trocador de calor, especialmente para a refrigeração do ar de carga sob baixa pressão.
Em um aperfeiçoamento vantajoso da presente invenção, o 30 agente de refrigeração do segundo fluxo parcial do agente de refrigeração atravessa o segundo trocador de calor, em especial o trocador de calor de ar de carga sob baixa pressão. Nisso, o agente de refrigeração refrigera ar de carga que foi pré-comprimido em um primeiro estágio de compressor de um primeiro turbocompressor. O agente do primeiro fluxo parcial do agente de refrigeração atravessa o primeiro trocador de calor, refrigerando o 35 ar de carga que foi mais comprimido em um segundo estágio de compressor de um segundo turbocompressor.
Em um aperfeiçoamento vantajoso da presente invenção é previsto ainda que depois de atravessar o primeiro trocador de calor, o agente de refrigeração do primeiro fluxo parcial do agente de refrigeração em essência vai diretamente do primeiro trocador de calor, especialmente do refrigerador do ar de carga sob alta pressão, o meio de ligação, especialmente a primeira placa de ligação ou a parede da caixa, e/ou depois de atravessar o segundo trocador de calor especialmente o refrigerador do ar 5 de carga sob baixa pressão, vai diretamente do segundo trocador de calor para o meio de ligação, especialmente a primeira placa de ligação ou a parede da caixa.
Outras realizações vantajosas da presente invenção são evidentes das sub-reivindicações e do desenho. Os objetos das sub-reivindicações tanto se referem ao dispositivo de acordo com a presente invenção para a refrigeração do ar de 10 carga para um motor de combustão interna de um automóvel, como também ao sistema de acordo com a presente invenção para a refrigeração do ar de carga e/ou superalimentação de um motor de combustão interna de um automóvel e ao processo para a refrigeração do ar de carga para um motor de combustão interna de um motor de combustão interna.
Exemplos de execução da presente invenção são mostrados no desenho e a seguir serão explicados detalhadamente, sendo que isso não deve significar uma restrição da presente invenção. Eles mostram:
- A figura 1 mostra uma vista frontal da primeira placa de ligação como uma forma de execução de acordo com a primeira variação.
- A figura 2 mostra uma vista traseira da primeira placa de ligação.
-A figura 3 mostra uma apresentação em corte A-A da primeira placa de ligação.
- A figura 4 mostra uma apresentação isométrica da primeira placa de ligação e da segunda placa de ligação.
- A figura 5 mostra uma apresentação isométrica do dispositivo para a refrigeração do ar de carga e para a refrigeração do gás de escape.
- A figura 6 mostra uma vista de frente de um sistema para a refrigeração do ar de carga e/ou para a superalimentação.
- A figura 7 mostra uma vista em perspectiva de uma caixa de um refrigerador de gás de escape como uma forma de execução de acordo com a segunda variação.
- A figura 8 mostra uma apresentação isométrica em corte parcial da figura 8.
- A figura 9 mostra uma apresentação em corte da figura 8.
As figuras 1 a 6 mostram uma forma de execução especialmente preferida de acordo com a primeira variação da presente invenção.
A figura 1 mostra uma vista frontal de primeira placa de
ligação 1.
A primeira placa de ligação 1 é essencialmente retangular. A
placa de ligação possui uma primeira face de flange 9 e uma segunda face de flange 10.Na primeira placa de ligação 1 é formada uma saliência em forma de paralelepípedo a partir de uma face lateral não marcada detalhadamente da placa. No lado oposto ao lado com a saliência em forma de paralelepípedo a placa de ligação apresenta um escalão. Além disso, em faces laterais da placa de ligação não marcadas detalhadamente são formadas protuberâncias em forma de línguas, onde são feitas aberturas de fixação 11, especialmente furos de fixação. A placa de ligação pode ter quinas arredondadas e/ou quinas de arestas vivas. Nas faces de margem não marcadas detalhadamente que podem ser executadas em essência verticalmente em relação à primeira face de flange 9 e/ou à segunda face de flange 10 são feitas aberturas de fixação
11. Além disso, uma face lateral não marcada detalhadamente que é executada verticalmente em relação à primeira face de flange 9 e/ou à segunda face de flange 10, apresenta uma primeira abertura de entrada 2 para a entrada de agente de refrigeração na primeira placa de ligação 1. Também nessa face lateral é prevista uma primeira abertura de saída 3 para a saída do agente de refrigeração da primeira placa de ligação 1. No exemplo de execução mostrado, a primeira abertura de entrada 2 e a primeira abertura de saída 3 estão dispostas na mesma face lateral da primeira placa de ligação 1.
Em um outro exemplo de execução, a primeira abertura de entrada 2 e a primeira abertura de saída 3 podem estar dispostas em diferentes faces laterais da primeira placa de ligação 1. A primeira placa de ligação pode também possuir mais do que uma abertura de entrada e/ou mais do que uma abertura de saída 3.
A primeira face de flange 9, no exemplo de execução mostrado, apresenta pelo menos um, especialmente duas segundas aberturas de saída para a saída do agente de refrigeração. Além disso, a primeira placa de ligação 1 apresenta pelo menos uma segunda abertura de entrada 5, especialmente pelo menos duas segundas aberturas de entrada 5.
Através da segunda abertura de entrada 5 entre o agente de refrigeração na primeira placa de ligação. No exemplo de execução mostrado as duas segundas aberturas de saída 4 e/ou as duas segundas aberturas de entrada 5 encontram- se respectivamente em uma linha reta que vai em essência paralelamente à face lateral não marcada detalhadamente onde são colocadas a primeira abertura de entrada 2 e a primeira abertura de saída 3.
No exemplo de execução mostrado, as duas segundas aberturas de saída 4 e as duas segundas aberturas de entrada 5 formam esquinas de um retângulo.
Em um outro exemplo de execução não mostrado as segundas aberturas de saída 4 e as segundas aberturas de entrada 5 estão dispostos em um outro ponto da primeira face de flange 9. As segundas aberturas de entrada 5 e/ou as pelo menos duas segundas aberturas de saída 4 possuem em essência uma forma circular. Em um outro exemplo de execução, as aberturas mencionadas têm forma de elipse ou uma outra forma qualquer. A placa de ligação 1 apresenta uma abertura de passagem 8 que tem essencialmente uma forma cilíndrica. A abertura de passagem 8 vai essencialmente verticalmente em relação à primeira face de flange 9 e/ou à segunda face de flange 10. A abertura de passagem 8 é cilíndrica, porém, também pode ter uma outra forma não circular de seção transversal ou pode ter a forma de um tronco de cone.
A abertura de passagem 8, pelo menos em parte, é disposta entre as duas segundas aberturas de entrada 5. A abertura de passagem 8 tem um ponto central não marcado detalhadamente que tem a mesma distância dos dois pontos centrais das segundas aberturas de entrada 5.
Na presente forma de execução, a abertura de passagem 8 possui um ponto central não marcado detalhadamente que tem essencialmente a mesma distância dos dois pontos centrais das segundas aberturas de saída 4. As duas segundas aberturas de saída 4, as duas segundas aberturas de entrada 5 e as quatro aberturas de fixação 11 da primeira face de flange 9 estão dispostos de tal modo que são essencialmente axialmente simétricos com uma linha reta não mostrada que passa pelo ponto central da abertura de passagem 8 e pelo ponto central de uma abertura de fixação 11.
A primeira abertura de entrada 2 e a primeira abertura de saída 3 em essência apresentam uma forma circular.
A primeira placa de ligação 1 é feita de um material como por exemplo, metal, especialmente de alumínio, aço ou aço nobre ou de um material sintético ou de cerâmica ou de um material composto de fibras.
O contorno da primeira placa de ligação 1 é feito por meio de um processo de fabricação de modelagem, tais como por exemplo, fundição, ou por meio de um processo de fabricação de remoção e/ou de separação, tal como, por exemplo, fresar, furar, corte a laser etc..
A primeira abertura de entrada 2, a primeira abertura de saída
3, as segundas aberturas de saída 4 e/ou as segundas aberturas de entrada 5 e as aberturas de fixação 11 ou a abertura de passagem 8 são feitos na primeira placa de ligação
1 por meio de um processo de produção de remoção, como por exemplo, furar e/ou friccionar e/ou corte a raio laser. A primeira face de flange 9 serve para unir mediante flange o primeiro trocador de calor. O primeiro trocador de calor é especialmente um refrigerador de ar de carga como por exemplo, um refrigerador do ar de carga sob alta pressão. Em um outro exemplo de execução não mostrado o primeiro trocador de calor a ser unido mediante flange é um refrigerador de gás de escape e/ou um refrigerador de agente de refrigeração e/ou um refrigerador de óleo.
A figura 2 mostra uma vista traseira da primeira placa de ligação 1. Características idênticas levam as mesmas referências como na figura 1.
A primeira placa de ligação 1 é formada em essência por um primeiro elemento parcial 12 essencialmente retangular, e um segundo elemento parcial 13 essencialmente retangular. Os dois elementos parciais 12 e 13 essencialmente retangulares estão dispostos de tal modo um em relação ao outro que pelo menos um lado mais comprido do primeiro elemento parcial retangular é disposto essencialmente verticalmente em relação a um lado mais comprido do segundo elemento parcial 13 retangular. O primeiro 5 elemento parcial retangular 12 e o segundo elemento parcial retangular 13 são feitos inteiriçamente e formam a primeira placa de ligação 1. O segundo elemento parcial retangular 13 possui a segunda face de flange 10 para unir mediante flange um segundo trocador de calor. O segundo trocador de calor é um refrigerador do ar de carga sob baixa pressão,- especialmente um refrigerador intermediário ou um refrigerador do gás de escape 10 ou um refrigerador de óleo ou um refrigerador de material.
O segundo elemento parcial retangular 13 apresenta um primeiro espaço oco 38 que essencialmente também é retangular. A segunda face de flange 10 apresenta pelo menos uma terceira abertura de entrada 7 e pelo menos uma terceira abertura de saída 6. A terceira abertura de saída 6 e/ou a terceira abertura de entrada 7 15 comunicam com o primeiro espaço oco 38. A terceira abertura de saída 6 e/ou a terceira abertura de entrada apresentam uma face de seção transversal circular. Mas eles também podem apresentar uma outra face de seção transversal cilíndrica ou uma face de seção transversal com formas retangulares ou outras formas angulares. A terceira abertura de saída 6 e a terceira abertura de entrada 7, no presente exemplo de execução são dispostos 20 em essência simetricamente na segunda face de flange 10. A terceira abertura de saída 6 e a terceira abertura de entrada 7 no presente exemplo de execução estão dispostos essencialmente em uma linha reta que é a bissetriz da superfície da segunda face de flange
10. No exemplo de execução mostrado, a terceira abertura de saída 6 e a terceira abertura de entrada 7 são executados como furos graduados. A terceira abertura de saída 6 e a 25 terceira abertura de entrada 7 são feitas no segundo elemento parcial retangular 13 por meio de processos de remoção como, por exemplo, furar e/ou abaixar. Em uma forma de execução modificada, uma disposição das aberturas, especialmente das aberturas de passagem e das aberturas de saída, também poderia feita simetricamente uma para a outra e com distâncias adaptadas entre si e/ou ao longo de linhas apropriadas, eventualmente 30 não retilíneas, em função do fim de uso.
Na presente forma de execução, primeiro elemento parcial retangular 12 apresenta uma espessura maior do que o segundo elemento parcial retangular 13. Assim sendo, no presente caso o primeiro elemento parcial retangular 12 projeta-se com uma região não marcada detalhadamente dobre o segundo elemento parcial 35 retangular 13. O segundo elemento parcial retangular 13 apresenta ainda um segundo espaço oco 43. O segundo espaço oco 43 possui uma superfície de fundo não marcada detalhadamente de elementos retangulares parcialmente com quinas arredondadas. Uma face lateral retangular não marcada detalhadamente em essência perimetral cerca o segundo espaço oco 43 e em essência é executada verticalmente à superfície de fundo não marcada detalhadamente. No segundo espaço oco 43 é disposto um primeiro elemento de nervura 39 sendo que o primeiro elemento de nervura 39 apresenta uma face de seção transversal retangular. O primeiro elemento de nervura 39 ramifica-se em um primeiro elemento parcial de nervura 40 e um segundo elemento parcial de nervura 41. O primeiro elemento parcial de nervura 40 e/ou o segundo elemento parcial de nervura 41 apresentam quinas arredondadas pelo menos em regiões. O primeiro elemento parcial de nervura 40 e o segundo elemento parcial de nervura 41 são feitos em essência inteiriçamente, e juntos apresentam essencialmente a forma de uma ranhura de furo oblongo preenchida com material. Na forma de execução modificada uma placa também poderia ser plana. De modo adaptada, uma condução de linha poderia executada de modo diferente para a passagem sobre ou abaixo dos diversos canais de fluxo.
O primeiro elemento parcial de nervura 40 e/ou o segundo elemento parcial de nervura 41 são executados em essência verticalmente em relação ao primeiro elemento de nervura 39. Assim sendo, o primeiro elemento de nervura 39, o primeiro elemento parcial de nervura 40 e o segundo elemento parcial de nervura 41 formam um T. A altura não marcada detalhadamente do primeiro elemento de nervura 39 e/ou do primeiro elemento parcial de nervura 40 e/ou do segundo elemento parcial de nervura 41 corresponde essencialmente à altura da superfície retangular que cerca o segundo espaço oco 43. O segundo espaço oco 43 é cercado em essência por um elemento em forma de cinta. Do elemento em forma de cinta são formados dois elementos parciais em forma de língua, onde é feita pelo menos respectivamente uma abertura de fixação 11. A pelo menos uma abertura de fixação 11, especialmente as aberturas de fixação 11 servem para a fixação da primeira placa de ligação em pelo menos um primeiro trocador de calor e/ou em pelo menos um segundo trocador de calor. O primeiro elemento parcial retangular 12, especialmente a segunda face de flange 10, possui na região de uma abertura de fixação 11, um desbaste na forma de semicilindro.
A terceira abertura de saída 6 serve para a saída de agente de refrigeração KA. A terceira abertura de entrada 7 serve para a entrada de agente de refrigeração KE.
A figura 3 mostra uma apresentação em corte A-A da primeira placa de ligação 1. Características idênticas levam referências idênticas das figuras anteriores.
A primeira placa de ligação 1 possui uma primeira linha de alimentação de agente de refrigeração 31 que pode ser abastecida com agente de refrigeração através da primeira abertura de entrada 2 por meio da entrada de agente de refrigeração KE. A primeira linha de alimentação de agente de refrigeração 31 ramifica-se em um primeiro canal parcial de alimentação 33a para o abastecimento do primeiro trocador de calor, especialmente o refrigerador do ar de carga como, por exemplo, do trocador de calor de ar de carga sob alta pressão, e em um segundo canal parcial de alimentação 33b para o abastecimento do segundo trocador de calor, especialmente do trocador de calor de ar de carga sob baixa pressão como por exemplo, do refrigerador intermediário, com agente de refrigeração. O primeiro canal parcial de alimentação 33a ramifica-se em
um terceiro canal parcial de alimentação 35 e em um quarto canal parcial de alimentação 36. O primeiro canal parcial de alimentação 33a pelo menos em segmentos, é executado no primeiro elemento de nervura 39. O terceiro canal parcial de alimentação 35 é executado no primeiro elemento parcial de nervura 40. O quarto canaUparcíal- de alimentação 36 é 10 executado no segundo elemento parcial de nervura 41. A primeira linha de alimentação de agente de refrigeração 31, o primeiro canal parcial de alimentação 33a, o segundo canal parcial de alimentação 33b, o terceiro canal parcial de alimentação 35 e o quarto canal parcial de alimentação 36 apresentam essencialmente uma superfície de seção transversal circular. Em um outro exemplo de execução, as linhas ou canais acima mencionados 15 apresentam uma seção transversal essencialmente angular, retangular, elíptica ou uma seção transversal das formas acima mencionadas.
A primeira placa de ligação 1 apresenta ainda um primeiro canal parcial de saída 37 para a saída de agente de refrigeração do primeiro trocador de calor, especialmente do trocador de calor de ar de carga sob alta pressão, e pelo menos um segundo canal parcial de saída 34 para a saída de agente de refrigeração do segundo trocador de calor. O primeiro canal parcial de saída 37 e o segundo canal parcial de saída
34 desembocam especialmente na linha de descarga de agente de refrigeração 32. O segundo canal parcial de saída, pelo menos em parte, é disposto em um segundo elemento de nervura 42 do primeiro elemento parcial retangular 12 da primeira placa de ligação 1.0 25 primeiro canal parcial de saída 37, o segundo canal parcial de saída 34 e a linha de descarga de agente de refrigeração 32 apresentam em essência uma seção transversal circular. Em um outro exemplo de execução, as linhas ou canais acima mencionados apresentam uma seção transversal retangular, elíptica ou uma seção transversal com uma combinação das formas acima mencionadas.
A primeira linha de alimentação de agente de refrigeração 31
e/ou a primeira linha de descarga de agente de refrigeração 32 e/ou o primeiro canal parcial de alimentação 33a e/ou o segundo canal parcial de alimentação 33b e/ou o terceiro canal parcial de alimentação 35 e/ou o quarto canal parcial de alimentação 36 e/ou o segundo canal parcial de saída 34 e/ou o primeiro canal parcial de saída 37, no presente caso, são 35 feitos na primeira placa de ligação por meio de um processo de produção de deformação como, por exemplo, fundição, especialmente fundição com moldes perdidos. Em uma forma de execução modificada, as linhas e os canais também podem ser feitos por meio de furar, adicionalmente ou como alternativa. O segundo canal parcial de alimentação 33b e/ou o segundo canal parcial de saída 34 e/ou o terceiro canal parcial de alimentação 35 e/ou o quarto canal parcial de alimentação 36 estão dispostos paralelamente.
O terceiro canal parcial de alimentação 35 e o quarto canal parcial de alimentação 36 estão dispostos em essência em uma linha reta. O segundo canal parcial de alimentação 33b e ou segundo canal parcial de saída 34 estão dispostos em essência em uma linha reta. A primeira linha de alimentação de agente de refrigeração 31 e a linha de descarga de agente de refrigeração 32, pelo menos em segmentos, são paralelos —entre si. O segundo canal parcial de saída 34 e o primeiro canal parcial de saída—37 apresentam em essência um ângulo não marcado detalhadamente que apresenta valores entre 0o e 90°, especialmente entre 10° e 70°, especialmente entre 20° e 45°. A linha de descarga de agente de refrigeração 32, pelo menos em segmentos, segue um segmento circunferencial da abertura de passagem 8. O segundo elemento de nervura 42 é formado no primeiro espaço oco 38. O segundo elemento de nervura 42 é disposto em essência na mediana da superfície de seção transversal do primeiro elemento parcial retangular 12.
A figura 4 mostra uma apresentação isométrica da primeira placa de ligação 1 e de uma segunda placa de ligação 45. Características idênticas levam referências idênticas como nas figuras anteriores.
O segundo elemento parcial de fixação 45 é executado como 20 segundo elemento parcial de fixação 45, especialmente como placa de ligação 45. A placa de ligação 45 é executada essencialmente como placa, a partir da qual é formado pelo menos um elemento de placa triangular. Em um outro exemplo de execução que não é mostrado pode ser formado a partir da placa de ligação 45 pelo menos um elemento parcial em forma de triângulo e/ou língua. O elemento parcial de fixação 45 é de metal como, por 25 exemplo, alumínio, aço ou aço nobre, e/ou de material sintético ou por exemplo, de material sintético ou por exemplo, de cerâmica ou de um material composto de fibra.
A placa de ligação 45 possui dois furos de fixação 46 , por exemplo, para a fixação de um terceiro trocador de calor como por exemplo, um refrigerador de gás de escape e/ou de um outro refrigerador de ar de carga e/ou de um refrigerador de 30 óleo. Além disso, a placa de ligação 45 possui uma quarta abertura de entrada 47 para a entrada de agente de refrigeração na placa de ligação 45. Além disso, a placa de ligação 45 possui pelo menos uma quarta abertura de saída 48 para a saída de agente de refrigeração da placa de fixação, especialmente da segunda placa de ligação 45. Além disso, na segunda placa de ligação 45 estão dispostas ou formadas, pelo menos em segmentos, a 35 primeira linha de alimentação de agente de refrigeração 31 e/ou a primeira linha de descarga de agente de refrigeração 32. A primeira placa de fixação 1 e a segunda placa de fixação 45 são firmemente unidas uma com a outra, de modo que o segmento de linha da primeira linha de alimentação de agente de refrigeração 31 que é formada no segundo elemento de fixação pode comunicar com o segmento de linha da primeira linha de alimentação de agente de refrigeração 31 que é disposta na primeira placa de ligação 1, sem que haja permeabilidades. Ale disso, o segmento de linha da linha de descarga de agente de refrigeração 32 que é disposto na segunda placa de ligação 45 pode comunicar com o segmento de linha da linha de descarga de agente de refrigeração 32, especialmente através da primeira abertura de saída 3, que é disposto na primeira placa de ligação 1. Em um aperfeiçoamento da presente invenção, a primeira placa de ligação 1 e a segunda placa de ligação 45 são feitas inteiriçamente ou unidas uma à outra com fecho devido ao material e/ou com fecho devido á força e/ou com fecho devido à forma, especialmente unidas de modo estanque. O segmento de linha da primeira linha de alimentação de agente de refrigeração 31 e da linha de descarga de agente de refrigeração 32 dispostos na segunda placa de ligação 45, no presente caso, é criado na segunda placa de fixação, por exemplo, através de um processo de fabricação de formação primaria, tal como fundir, especialmente fundir com moldes perdidos. Em uma forma de execução modificada, linhas e canais também podem ser criados por meio de furar, adicionalmente ou como alternativa. A primeira placa de ligação 1 e a segunda placa de ligação 45 em essência estão dispostas verticalmente uma em relação à outra. Em especial, a segunda placa de ligação ou de fixação 45 apresenta uma face de flange 49 para unir mediante flange pelo menos um terceiro trocador de calor, como por exemplo, um refrigerador de gás de escape e/ou um outro refrigerador de ar de carga e/ou um refrigerador de óleo. A segunda placa de fixação ou de ligação 45 e a primeira placa de ligação 1 em essência estão dispostas de tal modo uma em relação à outra que as faces estão dispostas normalmente, e essência em ângulo reto com a terceira face de flange 49 em relação à linha normal da face da primeira face de flange 9 e/ou da segunda face de flange 10. Em particular, a primeira placa de ligação 1 e a segunda placa de ligação 45 estão dispostas de tal modo uma em relação à outra que a primeira abertura de entrada 2 da primeira placa de ligação fica em essência concêntrico ou coaxial com a respectiva abertura da segunda placa de ligação 45. Do mesmo modo, a primeira abertura de saída 3 da primeira placa de ligação é disposta de modo concêntrico ou em essência coaxial.
A figura 5 mostra uma apresentação isométrica do dispositivo para a refrigeração do ar de carga e para a refrigeração do gás de escape. Características idênticas levam as mesmas referências como nas figuras anteriores.
O módulo de refrigeração 50 apresenta um primeiro trocador de calor 52, especialmente um refrigerador de ar de carga como, por exemplo, um refrigerador de ar de carga sob alta pressão. Além disso, o módulo de refrigeração 50 possui um segundo trocador de calor 51, especialmente um refrigerador de ar de carga como por exemplo, um refrigerador de ar de carga sob baixa pressão. Além disso, o módulo de refrigeração 50 apresenta pelo menos um terceiro trocador de calor 54, em especial, um trocador de calor de gás de escape. Em um outro exemplo de execução, o primeiro trocador de calor 52, o segundo trocador de calor 51 e o pelo menos um terceiro trocador de calor 54 podem ser um refrigerador de ar de carga e/ou um refrigerador de gás de escape e/ou um refrigerador de agente de refrigeração para a refrigeração do motor.
O refrigerador de ar de carga sob alta pressão 52 apresenta uma placa de base não marcada detalhadamente, na qual são empilhados discos não marcados detalhadamente de tal modo que entre discos vizinhos são formados canais de fluxo para o ar de carga e/ou o agente de refrigeração. Os discos empilhados um sobre o outro, em essência são executados de tal modo que uma região que-em essência é retangular é seguida respectivamente por regiões em forma de semicírculo. Com uma placa de base não marcada detalhadamente o refrigerador de ar de carga sob alta pressão 52 é fixado mediante elementos de fixação como parafusos, porcas etc., no primeiro elemento de fixação ou na primeira placa de fixação, ou é unido mediante flange à primeira face de flange 9. A tubulação de entrada de ar de carga 53 do refrigerador de ar de carga sob alta pressão 52 é diretamente unida mediante flange ou fixada na primeira placa de ligação. Em um outro exemplo de execução, a tubulação de entrada de ar de carga 53 atravessa a abertura de passagem 8 e é unida mediante flange na placa de base não marcada detalhadamente do refrigerador de ar de carga sob alta pressão 52 ou é unida a esta placa de base, especialmente com fecho devido ao material e/ou com fecho devido à forma. Em um outro exemplo de execução, a tubulação de entrada de ar de carga 53 é unida ao primeiro elemento de fixação 1. Através da tubulação de entrada de ar de carga entra o ar de carga não refrigerado no refrigerador de ar de carga sob alta pressão 52. Através da tubulação de saída de ar de carga 57 o ar de carga refrigerado no refrigerador de ar de carga sob alta pressão 52 sai do refrigerador de ar de carga sob alta pressão. Em essência oposto, em especial no lado oposto da primeira placa de ligação 1, é disposto o refrigerador de ar de carga sob baixa pressão 51 e unido mediante flange à segunda face de flange 10. O refrigerador de ar de carga sob baixa pressão 51, pelo menos em segmentos, é unido com fecho devido à forma e/ou com fecho devido ao material e/ou com fecho devido á força primeira placa de ligação. Em especial, o refrigerador de ar de carga sob baixa pressão 51 é ligado ao primeiro elemento de ligação 1 mediante elementos de ligação como parafusos, porcas etc..
Em uma outra forma de execução, o refrigerador de ar de carga sob alta pressão 52 é executado como um trocador de calor com feixes de tubos. Os tubos são executados em especial como tubos chatos. Eles estão alojados em pelo menos um fundo de tubo, especialmente em dois fundos de tubo. Nos tubos podem ser inseridos e/ou estampados elementos geradores de turbulências, tais como winglets, nervuras onduladas ou insertos de turbulência.
O refrigerador de ar de carga sob baixa pressão 51 possui tubos, especialmente tubos chatos. Em um outro exemplo de execução , o refrigerador de ar de carga sob baixa pressão 51 é executado de modo semelhante como o refrigerador de ar de carga sob alta pressão 52 de placas empilhadas uma sobre a outra que formam canais de fluxo para o agente de refrigeração, especialmente água de refrigeração e canais para o ar de carga.
Em uma outra forma de execução, o refrigerador de ar de carga sob baixa pressão 51 é executado como um trocador de calor com feixes de tubos. Os tubos são executados em especial como tubos chatos. Eles estão alojados em pelo menos um fundo de tubo, especialmente em dois fundos de tubo. Nos tubos podem ser 10 inseridos e/ou estampados elementos geradores de turbulências, tais como winglets, nervuras onduladas ou insertos de turbulência.
No segundo elemento de ligação ou de fixação 45 é fixado o trocador de calor de gás de escape 54 mediante elementos de fixação. O trocador de calor de gás de escape 54 possui uma tubulação de entrada de agente de refrigeração 55 para a entrada de agente de refrigeração no trocador de calor de gás de escape e uma saída de agente de refrigeração 56 para a saída do agente de refrigeração do trocador de calor de gás de escape. O trocador de calor de gás de escape 54 possui um invólucro de caixa onde são dispostos em especial tubos retangulares. Em um outro exemplo de execução, o trocador de calor de gás de escape 54 é executado de modo semelhante como o trocador de calor de ar de carga sob alta pressão 52 de discos empilhados um sobre o outro. Estes discos empilhados um sobre o outro formam canais de fluxo para o gás de escape a ser refrigerado e para agentes de refrigeração, como por exemplo, líquido de refrigeração contendo água. Mediante um primeiro elemento de fixação de motor 58 e/ou um segundo elemento de fixação de motor 59 o módulo de refrigeração 50 é fixado em um motor não mostrado, especialmente um motor de combustão interna para um automóvel.
A figura 6 mostra uma vista de frente de um sistema 60 para a refrigeração de ar de carga e/ou para a superalimentação. Características idênticas levam referências idênticas como as das figuras anteriores. O sistema para a refrigeração de ar de carga /gás de escape e superalimentação 60 possui um módulo de refrigeração 50 descrito na figura 5.
Além disso, o sistema 60 apresenta um primeiro estágio de turbocompressor 61 e um segundo estágio de turbocompressor 64.
Além disso, o sistema 60 possui uma válvula bypass 68 ou uma válvula de gás de escape 68 ou uma válvula combinada 68 que controla a taxa de retorno de gás de escape por meio do refrigerador de gás de escape 54 e/ou a linha de gás de escape através de um canal bypass.
Através da entrada de ar de carga LE entra o ar de carga no primeiro compressor 62 do primeiro estágio de turbocompressor 61, lá sendo comprimido de pressão ambiente para uma baixa pressão. A baixa pressão é mais alta do que a pressão ambiente. No refrigerador de ar de carga sob baixa pressão 51 a temperatura do ar carregado é refrigerada. O agente de refrigeração necessário para tal flui através do primeiro elemento de fixação 1 e/ou o segundo elemento de ligação 45. Depois de atravessar o refrigerador de ar de carga sob baixa pressão 51, o ar de carga é comprimido por um segundo compressor 65 até o nível de alta pressão em um segundo estágio de turbocompressor 64. No nível de alta pressão reina uma pressão mais alta do que no nível de baixa pressão. Durante a compressão do ar de carga no segundo compressor 65 o ar de carga esquenta. Em seguida, o ar de carga atravessa a tubulação de entrada de ar-de carga— entrando no refrigerador de ar de carga sob alta pressão 52, atravessa o mesmo e nisso é refrigerado pelo agente de refrigeração que flui no primeiro elemento de ligação e através dele é alimentado e/ou retirado do refrigerador de ar de carga sob alta pressão 52. O ar de carga refrigerado no refrigerador de ar de carga sob alta pressão 52 sai do refrigerador de ar de carga sob alta pressão 52 através da tubulação de saída de ar de carga 57 e é levado para um motor de combustão interna não mostrado.
No motor de combustão interna não mostrado queimam o combustível de o ar de carga refrigerado trazido para se tornarem gás de escape. De acordo com a demanda uma parte do gás de escape pode novamente ser levado para o motor. Para tal, porém, o gás de escape é refrigerado antes. O gás de escape flui através de uma tubulação de entrada de gás de escape 72 para dentro do difusor de entrada de gás de escape 70 e depois através de refrigerador de gás de escape 54. O refrigerador de gás de escape 54 pode possuir uma linha bypass. Através da linha bypass, o gás de escape pode novamente ser levado para o motor de combustão interna sem ser refrigerado. A condução do gás de escape retornado para o canal bypass e/ou o refrigerador de gás de escape 54 é regulado ou controlado por meio da válvula combinada 68 e/ou a válvula bypass 68 e/ou a válvula de retorno de gás de escape. Isto acontece com a ajuda de um atuador 69. O gás de escape retornado esfriado e/ou não esfriado é levado para o motor de combustão interna através da tubulação de saída de gás de escape 71. Através das linhas de agente de refrigeração de gás de escape 73 o agente de refrigeração é conduzido para o refrigerador de gás de escape ou retirado do refrigerador de gás de escape 54.
A parte do gás de escape não retornado entra na primeira turbina 66 do segundo estágio de turbocompressor e em seguida, através da segunda turbina 63 do primeiro estágio do turbocompressor. Dessa forma, a primeira turbina 66 aciona o segundo compressor 65. Do mesmo modo a segunda turbina 63 aciona o primeiro 35 compressor 62. O primeiro compressor 62 e/ou o segundo compressor 65 e/ou a primeira turbina 66 e/ou a segunda turbina 63 são respectivamente executados em essência especialmente em forma de caixa de parafuso sem-fim. O segundo trocador de calor para a refrigeração do ar de carga sob baixa pressão é integrado ou disposto em uma caixa não marcada detalhadamente do primeiro compressor 62 e/ou em uma caixa não marcada detalhadamente do segundo compressor 65. A caixa não marcada detalhadamente do primeiro compressor 62 e a caixa não marcada detalhadamente do segundo compressor 65 pode ser feita inteiriçamente. Mediante um terceiro elemento de fixação do motor 67, o 5 módulo de refrigeração 50 é fixado, por exemplo, em um motor de combustão interna não mostrado. No exemplo de execução mostrado, o primeiro estádio de turbocompressor e/ou o segundo estágio de turbocompressor das turbinas são turbinas de circulação radial e os compressores são compressores radiais.
Em—uma—outra execução,o__primeiro__estágio_de
turbocompressor e/ou o segundo estágio de turbocompressor nas turbinas são turbinas de circulação axial e nos compressores são compressores axiais.
As características dos diversos exemplos de execução podem ser combinadas entre si de qualquer modo. A presente invenção também pode ser aplicada em outros capôs do que os campos mostrados. Através da entrada de gás de escape AE, o gás de escape entra na primeira turbina 66. Depois de atravessar a segunda turbina 63, o gás de escape sai da segunda turbina 63 através da saída de gás de escape AA.
A figura 7 mostra uma forma de execução especialmente preferida de acordo com a segunda variação da presente invenção na forma de um dispositivo para a refrigeração do ar de carga para um motor de combustão interna não 20 mostrado detalhadamente de um automóvel com um primeiro trocador de calor 101 para a refrigeração de ar de carga sob alta pressão, um segundo trocador de calor 102 para a refrigeração do ar de carga sob baixa pressão, e um terceiro trocador de calor 103 na forma de um refrigerador de gás de escape que é disposto de modo não mostrado detalhadamente na caixa de trocador de calor 104 mostrada na figura 7. O módulo 100 25 prevê então três trocadores de calor 101, 102, 103, sendo que o primeiro trocador de calor 101 e o segundo trocador de calor 102 estão dispostos na caixa 104 do terceiro trocador de calor 103, por exemplo, mediante elementos de ligação executados como olhais com furos para parafusos.
De acordo com o conceito da segunda variação da presente 30 invenção, no presente caso o elemento de ligação 108 é formado como parte integrante da caixa do trocador de calor 104 para o terceiro trocador de calor 103, isto é, é produzido junto com a caixa 104, no presente caso como uma peça fundida de alumínio. No presente caso, o elemento de ligação - diferente da primeira variação da presente invenção - não é feito como um elemento de ligação disponibilizado separadamente da caixa de um trocador de 35 calor 101, 102, 103, por exemplo, uma placa de material, mas sim, de acordo com uma segunda variação da presente invenção é produzido diretamente em um passo de trabalho como parte da parede de fundo 107 da caixa 104. O elemento de ligação 106 que na figura 7 apresenta uma espessura D mais forte do que a parede de fundo 107 e tem um desbaste 109, no presente caso é dotado de aberturas apropriadas 110, 111, 112 e com as aberturas 113 visíveis na figura 8 e na figura 9 que servem como aberturas de entrada ou de saída para as linhas de agente de refrigeração e canais conectados nelas, detalhadamente visíveis da figura 8 e da figura 9, sendo que o fluxo de agente de refrigeração é indicado por setas na figura 7, figura 7 e figura 9.
Dessa forma, nas aberturas 110 conecta-se uma linha de abastecimento de agente de refrigeração 11OA e uma linha de saída de agente de refrigeração 110B. Nas aberturas 111 conecta-se um canal parcial de entrada 111A para o primeiro refrigerador de ar de carga 101 e um. canal parcial de saída 111B para o primeiro refrigerador do ar de carga 101. Nas aberturas 112 conecta-se um canal parcial de entrada 112a e um canal parcial de saída 112B para o abastecimento do segundo refrigerador do ar de carga 102. Na direção invertida, uma outra abertura 113é conjugada à abertura 111 onde se conecta de modo não mostrado detalhadamente , sob continuação da direção invertida para o interior da caixa 104 para o terceiro trocador de calor 103 um canal parcial de entrada 113A para o terceiro trocador de calor 103 na forma de um refrigerador de gás de escape. De acordo com isso, a outra abertura 113 leva até um canal parcial de saída 113B do terceiro trocador de calor 103 na caixa 104.
Assim sendo, resulta um fluxo de agente de refrigeração mostrado detalhadamente na figura 9 como segue: um agente de refrigeração que entra pela abertura superior 110 é conduzido, sob ramificação, para baixo a um canal parcial de entrada 111A para o primeiro trocador de calor 101 e uma segunda parte - no presente caso indicado simbolicamente com uma seta - é levado diretamente ao terceiro trocador de calor 103. A parte restante do agente de refrigeração é conduzida ao longo da linha de abastecimento de agente de refrigeração 11OA até um canal parcial de entrada 112A para um segundo trocador de calor 102 e novamente retirado desse através do canal parcial de saída 112B. Em seguida, o agente de refrigeração é conduzido na linha de saída de agente de refrigeração 11OB e juntado com um agente de refrigeração do canal parcial de saída 113B DO terceiro trocador de calor 103. Além disso, é levado para esse fluxo de agente de refrigeração o agente de refrigeração que sai do canal parcial de saída 111B do primeiro trocador de calor, e o fluxo total assim formado do agente de refrigeração continua sendo conduzido na linha de saída de agente de refrigeração 110B até a abertura inferior 110, onde o agente de refrigeração sai novamente do meio de ligação 106.
Este tipo de circuito de agente de refrigeração da abertura superior 110 até a abertura inferior 110 prevê, portanto, um abastecimento prematuro do primeiro trocador de calor 101 na forma de um refrigerador de ar de carga sob alta pressão e do terceiro trocador de calor 103 na fora de um refrigerador de gás de escape e depois - no final da linha de abastecimento de agente de refrigeração 110A - o abastecimento do segundo trocador de calor 102 na forma de um refrigerador de ar de carga sob baixa pressão. Em seqüência invertida ocorre a junção do agente de refrigeração com o agente de refrigeração conduzido na linha de saída de agente de refrigeração 11OB e com um agente de refrigeração trazido através do canal parcial de saída 112B. Dessa forma é sugerida uma condução do agente de refrigeração que é adaptada ao nível de temperatura 5 correspondente nos trocadores de calor 101, 102, 103 que também é apropriadamente adaptada à extensão alongada da caixa. Alem disso, também podem ser realizadas outras predeterminações termodinâmicas e construtivas de uma caixa de um trocador de calor ou de uma disposição de trocadores de calor em um módulo decursos de agente de refrigeração de acordo com linhas e aberturas no contexto do conceito da presente 10 invenção, em especial no escopo do conceito da primeira ou da segunda variação da presente invenção. As características discutidas com referência à forma de execução da primeira e da segunda variação podem ser apropriadamente combinadas e variadas entre si. Em particular, na forma de execução de acordo com a segunda variação, canais podem ser produzidos de maneira análoga á primeira variação - por exemplo, fundir ou furar - e 15 equipar os tubos de trocadores de calor com elementos de turbulência como winglets ou nervuras onduladas.

Claims (23)

1. Dispositivo para a refrigeração do ar de carga para um motor de combustão interna de um automóvel, possuindo: um primeiro trocador de calor (52, 101), especialmente para a refrigeração do ar de carga sob alta pressão, e pelo menos um segundo trocador de calor (51, 102) especialmente para a refrigeração do ar de carga sob baixa pressão, e pelo menos um meio de ligação para a ligação do primeiro trocador de calor (52, 101) e do pelo menos um segundo trocador de calor (51, 102) um ao outro, pelo menos uma linha de alimentação de agente de refrigeração (31, 110a) para o abastecimento de pelo menos um trocador de calor (51, 52, 54,101, 102) com agente de refrigeração, pelo menos uma linha de saída de agente de refrigeração (32, 110b) para a saída de agente de refrigeração de pelo menos um trocador de calor (51, 52, 54, 101,102), caracterizado pelo fato de que a pelo menos uma linha de alimentação de agente de refrigeração (31, 110A) e a pelo menos uma linha de saída de agente de refrigeração (32, 110B) em essência estão dispostos completamente no pelo menos um meio de ligação.
2. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a linha de alimentação de agente de refrigeração (31) se ramifica em pelo menos um primeiro canal parcial de alimentação (33a,111A) para o abastecimento do primeiro (101) ou do segundo trocador de calor (52), e um segundo canal parcial de alimentação (33b, 112A) para o abastecimento do segundo (102) ou primeiro trocador de calor (51), sendo que o primeiro canal parcial de alimentação (33a, 111 A) e o pelo menos um segundo canal parcial de alimentação (33b, 112A) em essência estão completamente dispostos no pelo menos um meio de ligação.
3. Dispositivo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o primeiro canal parcial de alimentação (33a) se ramifica para formar um terceiro canal parcial de alimentação (35) e um quarto canal parcial de alimentação (36), para o abastecimento do primeiro trocador de calor (52), sendo que o terceiro canal parcial de alimentação (35) e o quarto canal parcial de alimentação (36) em essência é completamente disposto no pelo menos um meio de ligação.
4. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um meio de ligação possui um primeiro canal parcial de saída (37, 111B) para a saída do agente de refrigeração do primeiro (101) e do segundo trocador de calor (52) e pelo menos um segundo canal parcial de saída (34, 112B) para a saída do agente de refrigeração do segundo (102) ou do primeiro trocador de calor (51), sendo que o primeiro canal parcial de saída (37, 111B) e/ou pelo menos um segundo canal parcial de saída (34, 112B) desembocam na linha de descarga de agente de refrigeração (32, 112B).
5. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um meio de ligação é projetado para a ligação com um terceiro trocador de calor, especialmente um trocador de calor de gás de escape, ou é ligado ao terceiro trocador de calor (103).
6. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um meio de ligação é executado na forma de pelo menos um primeiro elemento de ligação (1), especialmente de um primeiro elemento de ligação que é disponibilizado separadamente de uma caixa de um trocador de calor.
7. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o primeiro elemento de ligação (1) possui uma _primeira face de flange (9) para unir mediante flange o primeiro trocador de calor (52), e/ou uma segunda face de flange (10) para unir mediante flange o pelo menos um segundo trocador de calor (51).
8. Dispositivo de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a primeira face de flange (9) e a segunda face de flange (10) estão dispostas em essência uma oposta à outra ou paralelamente uma à outra.
9. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que é previsto pelo menos um segundo elemento de ligação (45) e um terceiro trocador de calor (54) para a refrigeração do gás de escape para o gás de escape do motor de combustão interna, sendo que o segundo elemento de ligação (45) serve para a ligação do terceiro trocador de calor (54) com o primeiro elemento de ligação (1).
10. Dispositivo de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o primeiro elemento de ligação (1) e o segundo elemento de ligação (45) em essência estão dispostos com um ângulo reto entre si e/ou são feitos inteiriçamente.
11. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o meio de ligação é formado como uma parte integrante de uma caixa de trocador de calor (104), especialmente como uma parede da caixa (104) ao longo da extensão longitudinal da caixa (104).
12. Dispositivo de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o meio de ligação é formado como uma parte integrante de uma caixa de trocador de calor (104) para um outro, terceiro trocador de calor (103), especialmente um trocador de calor de gás de escape.
13. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1 ou 12, caracterizado pelo fato de que a linha de abastecimento de agente de refrigeração (110A) e a linha de saída de agente de refrigeração (110B) vão ao longo da extensão longitudinal, pelo menos em segmentos, em essência, paralelamente uma à outra, podendo ser atravessadas pelo fluxo em direções opostas.
14. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 11 a . 13, caracterizado pelo fato de que a linha de abastecimento de agente de refrigeração (110A) e a linha de saída de agente de refrigeração (110B) são separadas através de uma entrada de agente de refrigeração (112A) e uma saída de agente de refrigeração (112B), de preferência, dispostas lado a lado, para o primeiro ou o segundo trocador de calor (101, 102).
15. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 11a 14, caracterizado pelo fato de que a linha de abastecimento de agente de refrigeração (110A) se estende entre uma entrada de agente de refrigeração (110) e um canal parcial de entrada (112A) para o abastecimento do segundo trocador de calor (102) ou do primeiro trocador de calor.
16. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 11 a 15, caracterizado pelo fato de que a linha de saída de agente de refrigeração (110B) estende-se entre um canal parcial de saída (112B) para o abastecimento do segundo trocador de calor (102) ou primeiro trocador de calor e uma saída de agente de refrigeração (110).
17. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 11 a 16, caracterizado pelo fato de que a linha de abastecimento de agente de refrigeração (110A) apresenta uma ramificação para um canal parcial de alimentação (113A) para o abastecimento do terceiro trocador de calor (103), e a linha de saída de agente de refrigeração (110B) apresenta uma ramificação para um canal parcial de saída (113B) para o abastecimento do terceiro trocador de calor (103).
18. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 11 a 17, caracterizado pelo fato de que a caixa de trocador de calor (104) com o meio de ligação são executados como uma peça fundida, especialmente de um material metálico, 25 preferencialmente alumínio.
19. Sistema para a refrigeração do ar de carga e/ou superalimentação por turbocompressor de um motor de combustão interna de um veículo com um dispositivo de acordo com uma das reivindicações 1 a 18, compreendendo: um primeiro estágio de compressor (62) de um turbocompressor (61) para a compressão de ar de carga, um segundo estágio de compressor (65) de um turbocompressor (64) para mais compressão do ar de carga, sendo que o primeiro trocador de calor (52) é disposto no lado de saída do segundo estágio de compressor (65), caracterizado pelo fato de que o segundo trocador de calor (51) é disposto no lado de saída do primeiro estágio do compressor (62) e/ou no lado de entrada do segundo estágio do compressor (65).
20. Sistema de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que o segundo trocador de calor (51) é integrado em pelo menos um estágio de compressor (62, 65).
21. Processo para a refrigeração do ar de carga para um motor de combustão interna de um automóvel, caracterizado pelas seguintes etapas de processo: - Entrada de um agente de refrigeração em uma linha de alimentação de agente de refrigeração (31, 110A) de pelo menos um meio de ligação de um dispositivo, especialmente de acordo com uma das reivindicações 1 a 18; - Divisão do agente de refrigeração que flui na linha de alimentação de agente de refrigeração (31, 11OA) em um primeiro fluxo parcial do agente de refrigeração e um segundo fluxo parcial do agente de refrigeração; —Θ agente de-refrigeração-do primeiro fluxo parciaUdo agente de refrigeração flui em essência diretamente do meio de ligação para um primeiro trocador de calor (52, 101), especialmente para a refrigeração de ar de carga sob alta pressão; - O agente de refrigeração do segundo fluxo parcial do agente de refrigeração flui em essência diretamente do meio de ligação para um segundo trocador de calor (51, 102), especialmente para a refrigeração de ar de carga sob baixa pressão.
22. Processo de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que o agente de refrigeração do segundo fluxo parcial do agente de refrigeração atravessa o segundo trocador de calor (51, 102) e nisso refrigera o ar de carga que foi comprimido em um primeiro estágio de compressor (62) de um primeiro turbocompressor (61), e/ou que o agente de refrigeração do primeiro fluxo parcial do agente de refrigeração atravessa o primeiro trocador de calor (52), refrigerando o ar de carga que foi comprimido em um segundo estágio de compressor (65) de um segundo turbocompressor (64).
23. Processo de acordo com a reivindicação 21 ou 22, caracterizado pelo fato de que depois da passagem pelo primeiro trocador de calor (52,101) o agente de refrigeração do primeiro fluxo parcial do agente de refrigeração em essência flui diretamente do primeiro trocador de calor (52) para o meio de ligação e/ou depois da passagem do segundo trocador de calor (51, 102), o agente de refrigeração do segundo fluxo parcial do agente de refrigeração em essência flui diretamente do segundo trocador de calor (51, 102) para o meio de ligação.
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