CN204398814U - 用于带有中置或后置发动机的机动车辆的制冷系统 - Google Patents

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Abstract

提供一种用于带有中置或后置发动机的机动车辆的制冷系统，具有：一个空调压缩机，由该中置或后置发动机驱动以用于传输一种冷却剂；至少一个蒸发器，用于通过使该冷却剂蒸发而冷却乘客舱的一个前部部分；至少一个冷凝器，用于使该冷却剂冷凝；一个热交换器，用于以来自该蒸发器的冷却剂的冷却量来冷却流动至该蒸发器的冷却剂；以及一个控制单元，用于限制进入该空调压缩机的冷却剂的温度。在冷却剂进入压缩机时通过限制冷却剂的温度，能够避开损坏该压缩机的温度，同时还考虑对沿着一条安排在该发动机处的、从该机动车辆的后部区域至压缩机的特别长的流动路径对冷却剂进行加热，由此能够获得一种用于机动车辆的具有长使用寿命的制冷系统。

Description

用于带有中置或后置发动机的机动车辆的制冷系统
技术领域
本实用新型涉及一种用于带有中置或后置发动机的机动车辆的制冷系统，借助于该制冷系统可以对该机动车辆的乘客舱进行空气调节、特别是冷却。
背景技术
US 2002/0078698 A1披露了一种用于机动车辆的制冷系统，其中一种冷却剂由一个空调压缩机传输至一个蒸发器，其中在一个热交换器中由进入该蒸发器的冷却剂加热从该蒸发器冒出的冷却剂以确保从该蒸发器冒出的冷却剂没有冷凝出液滴。借助于安排在该蒸发器与热交换器之间的一个流动控制阀，从该蒸发器引导至热交换器的冷却剂正好足以确保从该蒸发器冒出的冷却剂获得特别高的温度，从而确保了该冷却剂尽可能地远离沸点地以纯粹气态的形式进入该空调压缩机而没有液滴。
对于运行一种用于机动车辆的具有长使用寿命的制冷系统而言存在持续的需求。
实用新型内容
本实用新型的目的是指出使得用于机动车辆的具有长使用寿命的制冷系统成为可能的措施。
根据本实用新型，这一目的是通过具有下述1的特征的一种制冷系统和通过具有下述10的特征的一种方法来实现的。下述2-9中陈述了本实用新型的优选实施例，这些实施例可以单独地或组合地表示本实用新型的一个方面。
1.一种用于带有中置或后置发动机的机动车辆的制冷系统，该系统具有:
一个空调压缩机，该空调压缩机能够由该中置或后置发动机驱动以用于传输一种冷却剂，
至少一个蒸发器，该至少一个蒸发器用于通过使该冷却剂蒸发而冷却乘客舱的一个前部部分，
至少一个冷凝器，该至少一个冷凝器用于使该冷却剂冷凝，
一个热交换器，该热交换器用于以来自该蒸发器的冷却剂的冷却量来冷却流动至该蒸发器的冷却剂，以及
一个控制单元，该控制单元用于限制进入该空调压缩机的冷却剂的温度。
2.如前述1所述的制冷系统，该控制单元被连接到该空调压缩机上，其中该控制单元被特别地适配成用于设定该空调压缩机的运行能力的降低量，以便降低进入该空调压缩机的冷却剂的温度。
3.如前述1或2所述的制冷系统，该控制单元被连接至与该蒸发器相关联的一个膨胀阀以用于使该冷却剂膨胀，其中该控制单元被特别地适配成用于设定在该膨胀阀和/或该蒸发器中该冷却剂膨胀的降低量，以便降低进入该空调压缩机的冷却剂的温度。
4.如前述1至3之一所述的制冷系统，提供了通过一个旁通阀连接的一个旁通管线以用于使流动至该蒸发器的冷却剂的至少一部分或来自该蒸发器的冷却剂的至少一部分转向越过该热交换器，其中该控制单元被连接至该旁通阀，其中该控制单元被特别地适配成用于设定流动通过该旁通管线的体积流量的增加量，以便降低进入该空调压缩机的冷却剂的温度。
5.如前述1至4之一所述的制冷系统，一个温度传感器被提供在该空调压缩机的一个入口处，以便测量进入该空调压缩机的冷却剂的温度，其中该温度传感器被连接到该控制单元上。
6.如前述1至5之一所述的制冷系统，该控制单元被连接至一个车辆传感器系统，其中能够由该控制单元基于从该车辆传感器系统获得的数据来计算进入该空调压缩机的冷却剂的温度，其中该车辆传感器系统特别地检测一个大气温度和/或一个发动机温度和/或一个发动机速度和/或一个空气湿度和/或一个鼓风机功率和/或该机动车辆的行进速度和/或该冷却剂的一个压力和/或该机动车辆的多个车窗的位置和/或该机动车辆的一个车顶的位置和/或一个用于新鲜空气与再循环空气比率的控制阀瓣的位置。
7.如前述6所述的制冷系统，提供了一个已保存的空调模型，其中能够由该控制单元通过从该车辆传感器系统获得的数据与该空调模型之间的比较来计算进入该空调压缩机的冷却剂的温度。
8.如前述1至7之一所述的制冷系统，该热交换器具有用于传输流动至该蒸发器的冷却剂的一个出流管线和用于传输来自该蒸发器的冷却剂的一个返回管线，其中该出流管线和该返回管线被安排成彼此基本上同轴。
9.如前述1至8之一所述的制冷系统，在流动方向上，一个最小流动路径s被提供在该蒸发器与该冷凝器之间并且一个最小流动路径S被提供在该蒸发器与该空调压缩机之间，其中10cm≤s≤150cm，特别是30cm≤s≤100cm并且优选是50cm≤s≤80cm和/或100cm≤S≤400cm，特别是150cm≤S≤350cm并且优选是200cm≤S≤300cm。
10.一种用于借助于制冷系统、特别是如前述1至9之一所述的制冷系统对带有中置或后置发动机的机动车辆进行空气调节的方法，其中该制冷系统具有
一个空调压缩机，该空调压缩机能够由一台中置或后置发动机驱动以用于传输一种冷却剂，
至少一个蒸发器，该至少一个蒸发器用于通过使该冷却剂蒸发而冷却乘客舱的一个前部部分，
至少一个冷凝器，该至少一个冷凝器用于使该冷却剂冷凝，以及
一个热交换器，该热交换器用于以来自该蒸发器的冷却剂的冷却量来冷却流动至该蒸发器的冷却剂，
其中进入该空调压缩机的冷却剂的温度是受限制的。
本实用新型提供了一种用于带有中置发动机或后置发动机的机动车辆的制冷系统，该系统具有：一个空调压缩机，该空调压缩机可以由该中置或后置发动机驱动以用于传输一种冷却剂；至少一个蒸发器，该至少一个蒸发器用于通过使该冷却剂蒸发而冷却乘客舱的一个前部部分；至少一个冷凝器，该至少一个冷凝器用于使该冷却剂冷凝；一个热交换器，该热交换器用于以来自该蒸发器的冷却剂的冷却量来冷却流动至该蒸发器的冷却剂；以及一个控制单元，该控制单元用于限制进入该空调压缩机的冷却剂的温度。
该控制单元被用于避免该冷却剂的温度增大超过一个预定的限制温度的情形。这样避免了该冷却剂以一个太高的温度进入空调压缩机的情形。由此有可能避免在一个太高的运行温度下运行空调压缩机，因此避免了空调压缩机的热过载和/或不必要的磨损。由此降低了空调压缩机损坏和/或失效的风险，因此确保了该制冷系统的长的使用寿命。
在此，以此观点使用的是来自蒸发器的冷却剂由于热交换器而经受明显的升温，例如升高10°K至20°K，并且额外地，在一种带有中置或后置发动机的机动车辆的情况下，该冷却剂必须从该机动车辆的一个前部区域(在那里发生冷却)行进一段特别长的距离到达安排在该机动车辆的发动机处的空调压缩机。经过长距离的行进，以例如大约0℃离开蒸发器的冷却剂就可以被相对于大气温度的明显的温度差所额外加热。与在带有前置发动机的机动车辆的情况下用于冷却剂的明显较短的行进距离相比较，在带有中置或后置发动机的机动车辆的情况下该冷却剂可以升温特别大的量，作为结果例如上至大气温度的水平。除此之外，由该机动车辆的发动机产生的热量可以加热该冷却剂，从而进一步地导致极其高的冷却剂温度的可能性，尤其是在夏季的高大气温度和高发动机速度下的高发动机温度的情况下。如果不去限制该空调压缩机的入口处的冷却剂的温度，在该空调压缩机中压缩该冷却剂之后冷却剂温度可能会如此之高以致于不再能够确保该空调压缩机所旨在的正确运行。通过限制该空调压缩机的入口处的冷却剂的温度，能够避开损坏该空调压缩机的温度，甚至考虑到沿着一条从该机动车辆的前部区域至这个安排在该中置或后置发动机处的空调压缩机的特别长的流动路径对冷却剂进行加热，因此而使一种用于机动车辆的具有长使用寿命的制冷系统成为可能。
特别地，该制冷系统可以是用于冷却和/或加热该乘客舱的一个空调系统的一部分。该制冷系统优选地可以至少部分地用于加热该乘客舱，例如使用该空调压缩机。特别地，该冷却剂可以既用于冷却也用于加热该乘客舱。特别地，该制冷系统可以具有用于保持特别是主要为液态的冷却剂的一个贮存器，在那里可以储存该冷却剂。特别地，该蒸发器被安排在乘客舱内，而冷凝器被定位成与该乘客舱相距一段距离。该冷凝器优选地被定位在可以由相对气流来冷却该冷凝器的一个点处。例如，该冷凝器可以被安排在该机动车辆的一个前部区域或后部区域中。该热交换器适用于同向流动、或者优选地适用于逆向流动。该制冷系统的这些单独的组成部分特别地通过多个适合的流体管线而彼此相连，以便携带该冷却剂通过这些单独的组成部分，并且特别地形成一个闭合的冷却回路。
特别地，该控制单元可以改变该制冷系统的冷却回路内的冷却剂的体积流量。除此之外或者作为一个替代方案，该控制单元可以控制该制冷系统中对冷却剂加以冷却和/或加热的装置的运行，特别是以便增大冷却效果和/或降低加热效果。此为，当需要时，该控制单元有可能接通一个外部冷却系统以冷却该冷却剂。特别地，该控制单元被连接到一个传感器系统上，这使得有可能直接地或间接地计算或至少估算该空调压缩机的入口处的冷却剂的温度。该控制单元优选地被连接到一个车辆信息系统、例如CAN总线上，该控制单元可以从该车辆信息系统获得数据，这使得有可能直接地或间接地计算或至少估算该空调压缩机的入口处的冷却剂的温度。
特别地，该控制单元被连接到该空调压缩机，其中该控制单元被特别地适配成用于设定该空调压缩机的运行能力的降低量，以便降低进入该空调压缩机的冷却剂的温度。如果该冷却剂的温度太高，则该控制单元可以降低该空调压缩机的能力以保护该空调压缩机。通过该空调压缩机较低的传输率和/或较低的压缩率，就有可能避免冷却剂温度太高。
该控制单元优选地被连接到与指配给该蒸发器的一个膨胀阀以用于使该冷却剂膨胀，其中该控制单元被特别地适配成用于设定在该膨胀阀和/或该蒸发器中该冷却剂膨胀的降低量，以便降低进入该空调压缩机的冷却剂的温度。该膨胀阀优选地被配置成一个可电控的阀门，可以由该控制单元来电致动该阀门。通过该膨胀阀，特别地有可能确保将该冷却剂基本上以沸点引入至该蒸发器中。如果该冷却剂的温度太高，则该膨胀阀可以例如将该冷却剂冷却至该沸点以下一个适当量的温度，因此使得有可能通过该膨胀阀获得对该冷却剂的额外的冷却效果。
作为一个特别优选的选项，提供了通过一个旁通阀连接的一个旁通管线以用于使流动至该蒸发器的冷却剂的至少一部分或来自该蒸发器的冷却剂的至少一部分转向越过该热交换器，其中该控制单元被连接到该旁通阀，其中该控制单元被特别地适配成用于设定流动通过该旁通管线的体积流量的增加量，以便降低进入该空调压缩机的冷却剂的温度。该旁通阀可以例如被提供为该旁通管线的一个连接点处的一个分支阀门，或者可以被安排为该旁通管线中的一个截止阀。通过该旁通管线，至少一些冷却剂可以被转向越过该热交换器，由此使得有可能降低该热交换器的传热能力。由此有可能降低或者甚至消除由该热交换器对离开蒸发器的冷却剂的升温。
特别地，一个温度传感器被提供在该空调压缩机的一个入口处，以便测量进入该空调压缩机的冷却剂的温度，其中该温度传感器被连接至该控制单元。该温度传感器允许直接并且非常准确地测量该空调压缩机的入口处的冷却剂的温度。
该控制单元优选地被连接至一个车辆传感器系统，其中可以由该控制单元基于从该车辆传感器系统获得的数据来计算进入该空调压缩机的冷却剂的温度，其中该车辆传感器系统特别地检测一个大气温度和/或一个发动机温度和/或一个发动机速度和/或一个空气湿度和/或一个鼓风机功率和/或该机动车辆的行进速度和/或该冷却剂的一个压力和/或该机动车辆的多个车窗的位置和/或该机动车辆的一个车顶的位置和/或一个用于新鲜空气与再循环空气比率的控制阀瓣的位置。特别地，该车辆传感器系统被连接至该控制单元，特别是通过一个车辆信息系统、特别是CAN总线。使用来自该车辆传感器系统的数据，可以至少估算该空调压缩机的入口处的冷却剂的温度，由此使得有可能省去借助于一个分开的温度传感器对该温度的直接测量。
作为一个特别优选的选项，提供了一个已保存的空调模型，其中可以由该控制单元通过从该车辆传感器系统获得的数据与该空调模型之间的比较来计算进入该空调压缩机的冷却剂的温度。例如，该空调模型可以具有多个表格和/或图表，通过这些表格或图表该空调压缩机的入口处的冷却剂的温度与少量的输入数据相关。因为此原因，至少有可能以足够高的准确度和小的误差估算该空调压缩机的入口处的冷却剂的温度。
特别地，该热交换器具有用于传输流动至该蒸发器的冷却剂的一个出流管线和用于传输来自该蒸发器的冷却剂的一个返回管线，其中该出流管线和该返回管线被安排成彼此基本上同轴。通过使该供给管线和返回管线同轴对齐可以获得高的传热能力。
在流动方向上，一个最小流动路径s优选地被提供在该蒸发器与该冷凝器之间并且一个最小流动路径S被提供在该蒸发器与该空调压缩机之间，其中10cm≤s≤150cm，特别是30cm≤s≤100cm并且优选是50cm≤s≤80cm和/或100cm≤S≤400cm，特别是150cm≤S≤350cm并且优选是200cm≤S≤300cm。通过该蒸发器与该冷凝器之间的和/或该冷凝器与该空调压缩机之间的这样长的流动路径，制冷剂可能发生明显的升温，然而借助于该控制单元对该冷却剂的温度进行限制这个温度不可能升高到损坏该空调压缩机。这使得有可能对多条管线的路径加以确定而使得该冷却剂经过该机动车辆的多个不同的内置部件并且有可能接受特别长的流动路径而不危害该空调压缩机的使用寿命。为此，该冷凝器可以被安排在该机动车辆的一个前部区域或后部区域中。
此外，本实用新型提供了一种用于借助于制冷系统、特别是可以如上所述实施和开发的制冷系统对带有中置或后置发动机的机动车辆进行空气调节的方法，其中该制冷系统具有：一个空调压缩机，该空调压缩机可以由该中置或后置发动机驱动以用于传输一种冷却剂；至少一个蒸发器，该至少一个蒸发器用于通过使该冷却剂蒸发而冷却乘客舱的一个前部部分；至少一个冷凝器，该至少一个冷凝器用于使该冷却剂冷凝；以及一个热交换器，该热交换器用于以来自该蒸发器的冷却剂的冷却量来冷却流动至该蒸发器的冷却剂，其中进入该空调压缩机的冷却剂的温度是受限制的。特别地，可以参照该制冷系统如上所述地实施和开发该方法。进入该空调压缩机的冷却剂的温度是受限制的，特别是借助于一个控制单元。通过限制该空调压缩机的入口处的冷却剂的温度，有可能避开损坏该空调压缩机的温度，甚至考虑到沿着一条从该机动车辆的前部区域至安排在该中置或后置发动机处的该空调压缩机的特别长的流动路径对冷却剂进行加热，因此使一种用于机动车辆的具有长使用寿命的制冷系统成为可能。
附图说明
接下来将通过举例的方式在下文中通过多个优选实施例并参照附图来说明本实用新型，其中以下展示的这些特征可以各自单独地或组合地表示本实用新型的一个方面。在附图中：
图1：示出了一个制冷系统的示意性框图，并且
图2：示出来自图1的制冷系统的示意性透视图。
具体实施方式
图1中展示的制冷系统10具有一个空调压缩机12，该空调压缩机传输一种冷却剂至一个冷凝器22，在那里该冷却剂可以从气态转化成液态。该冷却剂从冷凝器22经由一个可电控的膨胀阀14供给至一个蒸发器16。蒸发器16安排在一台机动车辆的乘客舱的一个前部区域18中、在朝向行进方向的一个末端处，以便冷却该乘客舱，原因在于该冷却剂在蒸发器16内蒸发。在此，离开冷凝器22的冷却剂首先被供给至一个内部热交换器20，以便借助于离开蒸发器16的冷却剂来预冷却供给至膨胀阀14和蒸发器16的冷却剂，其中离开蒸发器16的冷却剂以相对应的方式升温。在离开蒸发器16的冷却剂已经离开该热交换器之后，该冷却剂被馈送回到该空调压缩机12，从而产生一个闭合的冷却回路，该冷却回路可以是该机动车辆的一个空调系统的一部分。
在示出的说明性实施例中，借助于一个温度传感器24来测量供给至空调压缩机12的冷却剂的温度，并且将该温度供给至一个控制单元26。然而，还可能至少通过其他方法来估算供给至空调压缩机12的冷却剂的温度。如果供给至空调压缩机12的冷却剂的温度太高，控制单元26就可以限制该温度，控制单元26启动可能的不同控制介入选项中的一项或多项措施。例如，控制单元26可以改变膨胀阀14中的膨胀，以便例如获得更大的冷却。除此之外或者作为一个替代方案，控制单元26可以降低空调压缩机12的能力。除此之外或者作为一个替代方案，控制单元26可以降低热交换器20的热交换能力，这是在于借助于一个旁通阀28使来自冷凝器22的冷却剂的至少一部分转向通过一个旁通管线30越过该热交换20，该旁通阀例如被提供为一个设计成两位三通阀的分支阀门。除此之外或者作为一个替代方案，可以使来自蒸发器16的冷却剂转向越过热交换器20。旁通阀28优选地可以引导该冷却剂的传输流量的一部分通过热交换器20并且另一部分通过旁通管线30。
如图2中所展示的，蒸发器16被安排在前部区域18中，其中在带有后置发动机的机动车辆的情况下，空调压缩机12邻近该后置发动机被安排在与一个中央区域32间隔开的一个后部区域34中。特别地，空调压缩机12可以由该后置发动机的驱动轴、特别是曲轴例如通过带传动来驱动。空调压缩机12优选地被直接附接到该后置发动机上。其结果是，在蒸发器16与空调压缩机12之间存在一条相当长的流动路径，所述路径延伸通过前部区域18、中央区域32以及后部区域34。在展示出的示例性实施例中，提供了两个冷凝器22，这些冷凝器例如被定位在该机动车辆的一个轮罩附近的可以由相对气流冷却这些冷凝器22的位置处。还可能将这些冷凝器22提供在后部区域34中。此外，提供了一个贮存器36，在那里可以储存液体冷却剂。

Claims (13)

1.一种用于带有中置或后置发动机的机动车辆的制冷系统，其特征在于，该系统具有:
一个空调压缩机(12)，该空调压缩机能够由该中置或后置发动机驱动以用于传输一种冷却剂，
至少一个蒸发器(16)，该至少一个蒸发器用于通过使该冷却剂蒸发而冷却乘客舱的一个前部部分，
至少一个冷凝器(22)，该至少一个冷凝器用于使该冷却剂冷凝，
一个热交换器(20)，该热交换器用于以来自该蒸发器(16)的冷却剂的冷却量来冷却流动至该蒸发器(16)的冷却剂，以及
一个控制单元(26)，该控制单元用于限制进入该空调压缩机(12)的冷却剂的温度。
2.根据权利要求1所述的制冷系统，其特征在于，该控制单元(26)被连接到该空调压缩机(12)上，其中该控制单元(26)被适配成用于设定该空调压缩机(12)的运行能力的降低量，以便降低进入该空调压缩机(12)的冷却剂的温度。
3.根据权利要求1或2所述的制冷系统，其特征在于，该控制单元(26)被连接至与该蒸发器(16)相关联的一个膨胀阀(14)以用于使该冷却剂膨胀，其中该控制单元(26)被适配成用于设定在该膨胀阀(14)和/或该蒸发器(16)中该冷却剂膨胀的降低量，以便降低进入该空调压缩机(12)的冷却剂的温度。
4.根据权利要求1或2所述的制冷系统，其特征在于，提供了通过一个旁通阀(28)连接的一个旁通管线(30)以用于使流动至该蒸发器(16)的冷却剂的至少一部分或来自该蒸发器(16)的冷却剂的至少一部分转向越过该热交换器(20)，其中该控制单元(26)被连接至该旁通阀(28)，其中该控制单元(26)被适配成用于设定流动通过该旁通管线(30)的体积流量的增加量，以便降低进入该空调压缩机(12)的冷却剂的温度。
5.根据权利要求1或2所述的制冷系统，其特征在于，一个温度传感器(24)被提供在该空调压缩机(12)的一个入口处，以便测量进入该空调压缩机(12)的冷却剂的温度，其中该温度传感器(24)被连接到该控制单元(26)上。
6.根据权利要求1或2所述的制冷系统，其特征在于，该控制单元(26)被连接至一个车辆传感器系统，其中能够由该控制单元(26)基于从该车辆传感器系统获得的数据来计算进入该空调压缩机(12)的冷却剂的温度，其中该车辆传感器系统检测一个大气温度和/或一个发动机温度和/或一个发动机速度和/或一个空气湿度和/或一个鼓风机功率和/或该机动车辆的行进速度和/或该冷却剂的一个压力和/或该机动车辆的多个车窗的位置和/或该机动车辆的一个车顶的位置和/或一个用于新鲜空气与再循环空气比率的控制阀瓣的位置。
7.根据权利要求6所述的制冷系统，其特征在于，提供了一个已保存的空调模型，其中能够由该控制单元(26)通过从该车辆传感器系统获得的数据与该空调模型之间的比较来计算进入该空调压缩机(12)的冷却剂的温度。
8.根据权利要求1或2所述的制冷系统，其特征在于，该热交换器(20)具有用于传输流动至该蒸发器(16)的冷却剂的一个出流管线和用于传输来自该蒸发器(16)的冷却剂的一个返回管线，其中该出流管线和该返回管线被安排成彼此基本上同轴。
9.根据权利要求1或2所述的制冷系统，其特征在于，在流动方向上，一个最小流动路径s被提供在该蒸发器(16)与该冷凝器(22)之间并且一个最小流动路径S被提供在该蒸发器(16)与该空调压缩机(12)之间，其中10cm≤s≤150cm和/或100cm≤S≤400cm。
10.根据权利要求9所述的制冷系统，其特征在于，30cm≤s≤100cm。
11.根据权利要求9所述的制冷系统，其特征在于，50cm≤s≤80cm。
12.根据权利要求9所述的制冷系统，其特征在于，150cm≤S≤350cm。
13.根据权利要求9所述的制冷系统，其特征在于，200cm≤S≤300cm。
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