BRPI1103558B1

BRPI1103558B1 - Disposição em um veículo compreendendo uma armação que suporta um motor de combustão e um trocador de calor intermediário e veículo compreendendo tal disposição

Info

Publication number: BRPI1103558B1
Application number: BRPI1103558-7A
Authority: BR
Inventors: Dieter Jahns
Original assignee: Scania Cv Ab
Priority date: 2010-08-16
Filing date: 2011-07-22
Publication date: 2020-12-15
Also published as: BRPI1103558A2; EP2420659A2; EP2420659B1; SE535061C2; EP2420659A3; SE1050855A1

Abstract

disposição em um veículo que compreende uma armação que suporta um motor de combustão e um resfriador de ar de carga a presente invenção refere-se a urna disposição em um veículo que compreende uma armação que suporta um motor de combustão (12), e um resfriador de ar de carga (23) para o qual o ar de um compressor que pertence ao motor (12) é levado a fim de ser resfriado antes de retornar para o motor (12). a invenção é caracterizada pelo fato de que o ar é levado do motor (12) para o resfriador de ar de carga (23) através de pelo menos um primeiro tubo de acoplamento (20) que é preso à armação e é conectado ao motor (12) e ao resfriador de ar de carga (23) por luvas de conexão elástica (19, 21), e que o ar resfriado é levado do resfriador de ar de carga (23) para o motor (12) através de pelo menos um segundo tubo de acoplamento (26) que é preso à armação e é conectado ao resfriador de ar de carga (23) e ao motor (12) por luvas de conexão elástica (25, 27).

Description

Campo da Técnica

[001] A invenção refere-se a uma disposição de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1.

Antecedentes

[002] A invenção se destina a veículos que compreendem um motor de combustão e um sistema para resfriar o ar de carga para o motor. Os veículos possuem uma armação que constitui a estrutura de suporte de carga à qual seus vários componentes são fixados. Um exemplo destes componentes é o motor, que é suspenso de maneira móvel para reduzir a transmissão de vibrações, etc. do motor para a armação do veículo. O motor e suas fixações à armação são submetidos, durante o uso, a movimento de torção considerável que, em combinação com as fixações de amortecimento de vibração do motor na armação, resultam em movimentos entre o motor e a armação. O movimento relativo entre o motor e a armação pode equivaler a vários centímetros.

[003] Um trocador de calor intermediário é conectado ao motor. O ar de carga aquecido e comprimido de uma unidade turbo, também chamada de compressor, é levado de uma saída de ar situada em algum lugar no motor para o trocador de calor intermediário, no qual é resfriado antes de retornar para uma entrada de ar pertencente ao motor. O trocador de calor intermediário também é suspenso na armação do veículo, usualmente na extremidade frontal do veículo para assegurar o bom acesso ao ar refrigerante proveniente do ambiente circundante para o trocador de calor intermediário. O trocador de calor intermediário é provavelmente suspenso de forma móvel em relação à armação do veículo. Nas conexões do trocador de calor intermediário com o compressor do motor, forças de pulsação consideráveis ocorrem durante o uso devido ao fato de que a pressão do compressor ocasiona movimentos e tensões na conexão e no trocador de calor intermediário. Os movimentos relativos entre o trocador de calor intermediário e o motor do veículo durante o uso podem equivaler a vários centímetros. Este movimento relativo resulta em requisitos substanciais sobre como o motor e o trocador de calor intermediário são conectados.

[004] O trocador de calor intermediário e o motor são concomitantemente conectados através de uma mangueira elástica de comprimento bastante considerável. A mangueira é fixada ao trocador de calor intermediário e ao motor por grampos de mangueira e seu comprimento substancial permite o movimento relativo entre o motor e o trocador de calor intermediário. Entretanto, esta solução tem certas desvantagens pois a mangueira elástica se torna longa e mais complicada para fixação segura em vários componentes. O comprimento da mangueira em combinação com as forças que atuam sobre os vários componentes durante o uso ocasiona movimentos na mangueira e risco consequente de se tornar solta de suas fixações e, por meio disso, reduzir a vida de serviço da disposição.

[005] Existe, portanto, uma necessidade por uma disposição que resolve ou reduz os problemas descritos acima.

Sumário da Invenção

[006] O objetivo da presente invenção é satisfazer a necessidade acima. O objetivo é alcançado por uma disposição, de acordo com a reivindicação 1.

[007] A disposição de acordo com a invenção resolve os problemas descritos acima através da substituição das mangueiras elásticas usadas anteriormente por respectivos primeiro e segundo tubos de acoplamento que são fixados na armação do veículo e se estendem em quase todo o caminho entre as respectivas conexões do motor e do trocador de calor intermediário. Uma luva de conexão elástica é fornecida entre cada tubo de acoplamento e as respectivas conexões do motor e do trocador de calor intermediário.

[008] Através do uso de tubos de acoplamento fixados à armação entre o motor e o trocador de calor intermediário, pode-se observar que as luvas de conexão elástica precisam somente ser dimensionadas para absorver os movimentos relativos entre a conexão do motor e a extremidade do tubo de acoplamento que aponta em direção ao motor e entre a outra extremidade do tubo de acoplamento e a conexão do trocador de calor intermediário. O fato de que estes movimentos são claramente menores entre o motor e o trocador de calor intermediário reduz o risco de falha das conexões entre o motor e o trocador de calor intermediário durante o uso.

[009] Em uma modalidade da disposição, o motor, o trocador de calor intermediário e os respectivos primeiro e segundo tubos de acoplamento são fixados com amortecimento de vibração à armação do veículo. É vantajoso se todos estes componentes estiverem fixados com amortecimento de vibração à armação a fim de impedir a propagação de movimentos e vibrações em outros componentes e porções do veículo.

[010] Em uma modalidade da disposição, o trocador de calor intermediário tem uma entrada e uma saída que são situadas próximas ao à sua fixação na armação. É muito vantajoso se a entrada e a saída do trocador de calor intermediário estiverem situadas próximas à armação, em relação à redução consequente dos movimentos relativos entre os componentes constituintes da disposição. Esta localização também significa que as forças que atuam sobre os respectivos componentes são transmitidas de uma maneira vantajosa.

[011] Em uma modalidade da disposição, a saída de ar do motor e a entrada de ar são situadas próximas à sua fixação na armação. É muito vantajoso se a entrada de ar e a saída de ar do motor estiverem situadas próximas à fixação na armação, relacionado à redução consequente nos movimentos relativos entre a entrada de ar e a saída de ar do motor e as extremidades dos tubos de acoplamentos que apontam para o motor.

[012] Em uma modalidade da disposição, os respectivos primeiro e segundo tubos de acoplamento se estendem substancialmente paralelos entre o motor e o trocador de calor intermediário. Esta configuração da disposição resulta em uma disposição simples de encaixe muito mais fácil.

[013] Em uma modalidade da disposição, a armação tem duas vigas e/ou dois suportes base às quais o motor e o trocador de calor intermediário são fixados. Os respectivos primeiro e segundo tubos de acoplamento se estendem substancialmente paralelos às vigas ou suportes base e são fixados em diferentes vigas ou suportes base. Esta configuração da disposição resulta em uma disposição através da qual seus respectivos componentes constituintes serão mais fáceis de serem fabricados e encaixados.

[014] A invenção também se refere a um veículo que compreende uma disposição de acordo com qualquer uma das modalidades descritas acima.

Breve Descrição dos Desenhos

[015] Uma modalidade da invenção é explicada em maiores detalhes abaixo em referência à Figura 1, que apresenta esquematicamente uma disposição de acordo com a invenção conforme visto no supracitado.

Descrição Detalhada da Invenção

[016] A Figura 1 apresenta esquematicamente uma disposição de acordo com a invenção. Somente os componentes que constituem parte da disposição aparecem no desenho.

[017] A disposição compreende duas vigas substancialmente paralelas 11 que juntas com dois suportes base 10 constituem a armação da disposição. A armação também serve como a estrutura de suporte de carga para vários componentes não apresentados que constituem parte do veículo.

[018] A armação suporta um motor de combustão 12. O motor compreende um compressor não apresentado, também chamado de unidade turbo, cuja função é aumentar a potência que pode ser obtida do motor, bem como vários diferentes componentes que não são essenciais para este pedido de patente e não são, portanto, mencionados no presente documento.

[019] O motor é usualmente disposto de tal maneira que seu eixo de manivela, que se estende através do mesmo, é substancialmente paralelo às vigas 11. O motor é situado entre das duas vigas 11 e é fixado com amortecimento de vibração em cada viga 11. O motor tem respectivos primeiro e segundo lados longitudinais 13, 14 e respectivas extremidades frontais e traseiras 15, 16. Durante o uso, forças consideráveis e movimentos de torção são gerados, os quais ocasionam movimentos entre o motor e a armação tanto em direções longitudinais quanto em direções transversais, e movimentos de torção no motor.

[020] O motor tem uma saída de ar 17 situada próximo a seu primeiro lado 13 e uma entrada de ar 18 situada próximo a seu segundo lado. O ar de carga do compressor flui através da saída de ar, e a entrada de ar 18 é destinada a levar o ar de carga para o compressor. Os respectivos locais da saída de ar e da entrada de ar podem, obviamente, variar dependendo da configuração do motor.

[021] O ar de carga do compressor é levado da saída de ar do motor 17 através de uma primeira luva de conexão elástica 19 para um primeiro tubo de acoplamento 20, e através de uma segunda luva de conexão elástica 21 para uma entrada 22 pertencente a um trocador de calor intermediário 23. O tubo de acoplamento 20 é fixado com amortecimento de vibração na armação através de dois ou mais suportes 30 e tem um comprimento tal que se estende por quase todo o caminho entre a saída de ar do motor e a entrada 22 do trocador de calor intermediário 23. As extremidades do tubo de acoplamento 20 não devem entrar em contato com a saída de ar do motor 17 e a entrada do trocador de calor intermediário 22 durante o uso, tendo em vista que os movimentos relativos entre as extremidades do tubo de acoplamento e da saída de ar do motor e da entrada do trocador de calor intermediário sejam absorvidos pelas luvas de conexão elástica 19 e 21 que são fixadas ao tubo de acoplamento e às entrada e saída de ar, por exemplo, por grampos de mangueira.

[022] O trocador de calor intermediário 23 é disposto substancial e transversalmente com as duas vigas 11. Sua entrada 22 é situada em uma extremidade, e sua saída 24 é situada na extremidade oposta, de modo que o ar de carga comprimido do compressor é levado através de dutos no trocador de calor intermediário 23, que é resfriado por ar circundante que flui pelos dutos no trocador de calor intermediário 23 antes de ser levado através da saída 24 e de volta para a entrada de ar do motor 18 através de uma terceira luva de conexão elástica 25, um segundo tubo de acoplamento um tanto curvo 26 e uma quarta luva de conexão elástica 27. O segundo tubo de acoplamento também é fixado na viga 11 por meio de suportes. Alternativamente, os tubos de acoplamento podem ser fixados nos suportes base 10 em casos em que também são parte da armação do veículo.

[023] A entrada 22 e saída 24 do trocador de calor intermediário são vantajosamente direcionadas de modo a apontar para o motor 12 a fim de minimizar as alterações em direção às luvas de conexão elástica e aos tubos de acoplamento, uma vez que as alterações de direção resultam em perdas de fluxo e fluxo de ar de carga deficiente.

[024] Os tubos de acoplamento 20, 26 possuem vantajosamente área em seção transversal substancialmente constante a fim de evitar perdas de fluidos nos mesmos. As extremidades dos tubos de acoplamento 20, 26 são vantajosamente configuradas de tal maneira que as luvas de conexão elástica 19, 21, 25, 27 podem ser retiradas sobre os tubos de acoplamento e fixadas por um ou mais grampos de mangueira não apresentados.

[025] A Figura 1 apresenta a disposição esquematicamente, mas, conforme anteriormente mencionado, é muito vantajoso que tanto a saída de ar 17 e a entrada de ar 18 do motor e quanto a entrada 22 e a saída 24 do trocador de calor intermediário sejam situadas próximas às fixações do motor e do trocador de calor intermediário nas vigas ou suportes base, tendo em vista que os movimentos relativos entre o motor, os tubos de acoplamento e o trocador de calor intermediário são menores próximo à armação.

[026] A invenção é descrita acima com base em uma modalidade exemplificativa. A invenção é, todavia, não restrita àquela modalidade, mas é definida com base nas reivindicações em anexo.

Claims

1. Disposição em um veículo compreendendo uma armação que suporta um motor de combustão (12) e um trocador de calor intermediário (23) para o qual ar de um compressor pertencente ao motor (12) é levado a fim de ser resfriado antes de retornar para o motor (12), disposição esta que é configurada de tal modo que o ar é levado do motor (12) para o trocador de calor intermediário (23) através de pelo menos um primeiro tubo de acoplamento (20) que é conectado ao motor (12) e ao trocador de calor intermediário (23) por luvas de conexão elástica (19, 21), e que o ar resfriado é levado do trocador de calor intermediário (23) para o motor (12) através de pelo menos um segundo tubo de acoplamento (26) que é conectado ao trocador de calor intermediário (23) e ao motor (12) por luvas de conexão elástica (25, 27), CARACTERIZADA pelo fato de que o pelo menos um primeiro tubo de acoplamento (20) e o pelo menos um segundo tubo de acoplamento (26) são fixados à armação através de dois ou mais suportes (30).

2. Disposição, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que o motor (12), o trocador de calor intermediário (23), o primeiro tubo de acoplamento (20) e o segundo tubo de acoplamento (26) são fixados com amortecimento de vibração à armação do veículo.

3. Disposição, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADA pelo fato de que o trocador de calor intermediário (23) tem uma entrada (22) e uma saída (24) que são situadas próximas às fixações do trocador de calor intermediário (23) na armação.

4. Disposição, de acordo com a reivindicação 1, 2 ou 3, CARACTERIZADA pelo fato de que a saída de ar (17) e a entrada de ar (18) do motor são situadas próximas às fixações do motor (12) na armação.

5. Disposição, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADA pelo fato de que o primeiro tubo de acoplamento (20) e o segundo tubo de acoplamento (26) se estendem substancialmente paralelos entre o motor (12) e o trocador de calor intermediário (23).

6. Disposição, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADA pelo fato de que a armação tem duas vigas (11) e/ou dois suportes base (10), às quais o motor (12) e o trocador de calor intermediário (23) são fixados, e que o primeiro tubo de acoplamento (20) e o segundo tubo de acoplamento (26) se estendem substancialmente paralelos às vigas (11) ou suportes base (10) e são presos a diferentes vigas (11) ou suportes base (10).

7. Veículo, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende uma disposição conforme definida em qualquer uma das reivindicações de 1 a 6.