DE102017122121A1

DE102017122121A1 - Valve-In-Receiver für das Klimasteuerungssystem eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102017122121A1
Application number: DE102017122121.2A
Authority: DE
Inventors: James Resutek; Jeffrey A. Bozeman; Dana L. Anderson
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2016-09-30
Filing date: 2017-09-25
Publication date: 2018-04-05
Anticipated expiration: 2037-09-26
Also published as: DE102017122121B4; CN107883618A; CN107883618B; US20180093549A1; US10144271B2

Abstract

Ein Valve-In-Receiver (VIR) für ein Klimasteuerungssystem eines Fahrzeugs beinhaltet ein Gehäuse für den Sammler-Trockner (Receiver Drier, RD), das eine Außenfläche und eine Innenfläche beinhaltet, die einen inneren Bereich mit einer Öffnung definieren, sowie ein Kappenelement, das am RD-Gehäuse gegenüber der Öffnung befestigt ist, wobei das Kappenelement einen Verdampfereinlassabschnitt, einen Verdampferauslassabschnitt, einen Kondensatoreinlass und einer Kompressorauslass beinhaltet.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Der Gegenstand der Erfindung betrifft das Gebiet von Fahrzeugen und insbesondere einen Valve-In-Receiver für das Klimasteuerungssystem eines Fahrzeugs.
HINTERGRUND
Die meisten modernen Fahrzeuge beinhalten ein Klimasteuerungssystem mit einer Heizungsoption und einer Kühlungsoption. Die Kühlungsoption wird üblicherweise durch eine Klimaanlage ausgeführt, in der Wärme mit einem Kältemittel ausgetauscht wird, welches durch einen Verdampfer in einen Innenraumbereich strömt. Ein Luftstrom wird über den Verdampfer in den Fahrgastbereich geleitet. Klimaanlagen beinhalten eine Reihe von Komponenten, die zusammenarbeiten, um Fahrgästen eine gewünschte Kühlwirkung zu bieten. Viele der Komponenten befinden sich zusammen mit einem Hauptantrieb oder Motor für das Fahrzeug in einem Motor oder Motorraum. Neben dem Hauptantrieb teilen sich Systeme unter der Haube (wie Antriebsstrangkomponenten, Abgasbehandlungskomponenten und dergleichen) Platz im Motorraum mit den Klimasteuerungssystemen. Der Zugang zum Reparieren und/oder Ersetzen von Fahrzeugkomponenten wird immer schwieriger, da Systeme unter der Haube zahlenmäßig zunehmen. Dementsprechend ist es wünschenswert, ein Klimasteuerungssystem mit weniger Komponenten unter der Haube bereitzustellen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Gemäß einer exemplarischen Ausführungsform beinhaltet ein Valve-In-Receiver (VIR) für ein Klimasteuerungssystem eines Fahrzeugs ein Gehäuse für den Sammler-Trockner (Receiver Drier, RD), das eine Außenfläche und eine Innenfläche umfasst, die einen inneren Abschnitt mit einer Öffnung definieren, sowie ein Kappenelement umfasst, das am RD-Gehäuse gegenüber der Öffnung montiert ist, wobei das Kappenelement einen Verdampfereinlassabschnitt, einen Verdampferauslassabschnitt, einen Kondensatoreinlass und einer Verdichterauslass beinhaltet.
Gemäß einem Aspekt einer exemplarischen Ausführungsform beinhaltet ein Klimasteuerungssystem für ein Fahrzeug einen Kondensator mit einem Kondensatorauslassabschnitt sowie einen Kompressor mit einem Kompressoreinlassabschnitt und einem Kompressorauslassabschnitt. Der Kompressorauslassabschnitt ist strömungstechnisch mit dem Kondensator verbunden. Ein Verdampfer beinhaltet einen Verdampfereinlassabschnitt und einen Verdampferauslassabschnitt. Ein Valve-In-Receiver (VIR) ist strömungstechnisch mit dem Kondensator, dem Kompressor und dem Verdampfer verbunden. Der VIR beinhaltet ein Gehäuse für den Sammler-Trockner (RD) mit einer Außenfläche und einer Innenfläche, die einen inneren Abschnitt mit einer Öffnung definieren, und einem Kappenelement, das am RD-Gehäuse gegenüber der Öffnung befestigt ist. Das Kappenelement beinhaltet einen Verdampfereinlass, der strömungstechnisch mit dem Verdampferauslassabschnitt verbunden ist, einen Verdampferauslass, der strömungstechnisch mit dem Verdampfereinlassabschnitt verbunden ist, einen Kondensatoreinlass, der strömungstechnisch mit dem Kondensatorauslassabschnitt verbunden ist, und einen Kompressorauslass, der strömungstechnisch mit dem Kompressoreinlassabschnitt verbunden ist.
Gemäß einem anderen Aspekt einer exemplarischen Ausführungsform beinhaltet ein Fahrzeug ein Fahrgestell und eine Karosserie, die vom Fahrgestell getragen wird. Die Karosserie beinhaltet einen Motorraum und eine Fahrgastzone. Ein Klimasteuerungssystem wird von der Karosserie getragen. Das Klimasteuerungssystem beinhaltet einen Kondensator, der im Motorraum angeordnet ist, wobei der Kondensator einen Kondensatorauslassabschnitt beinhaltet, und einen Kompressor, der im Motorraum angeordnet ist. Der Kompressor beinhaltet einen Kompressoreinlassabschnitt und einen Kompressorauslassabschnitt. Der Kompressorauslassabschnitt ist strömungstechnisch mit dem Kondensator verbunden. In der Fahrgastzone ist ein Verdampfer angeordnet. Der Verdampfer beinhaltet einen Verdampfereinlassabschnitt und einen Verdampferauslassabschnitt. Ein Valve-In-Receiver (VIR) ist strömungstechnisch mit dem Kondensator, dem Kompressor und dem Verdampfer verbunden. Der VIR beinhaltet ein Gehäuse für den Sammler-Trockner (RD) mit einer Außenfläche und einer Innenfläche, die einen inneren Abschnitt mit einer Öffnung definieren, und einem Kappenelement, das am RD-Gehäuse gegenüber der Öffnung befestigt ist. Das Kappenelement beinhaltet einen Verdampfereinlass, der strömungstechnisch mit dem Verdampferauslassabschnitt verbunden ist, einen Verdampferauslass, der strömungstechnisch mit dem Verdampfereinlassabschnitt verbunden ist, einen Kondensatoreinlass, der strömungstechnisch mit dem Kondensatorauslassabschnitt verbunden ist, und einen Kompressorauslass, der strömungstechnisch mit dem Kompressoreinlassabschnitt verbunden ist.
Die vorstehend genannten Merkmale und Vorteile, sowie weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung, sind aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der Erfindung in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen, leicht ersichtlich.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Andere Merkmale, Vorteile und Details erscheinen nur exemplarisch in der folgenden ausführlichen Beschreibung der Ausführungsformen und der ausführlichen Beschreibung, welche sich auf die folgenden Zeichnungen bezieht:
1 ist ein schematisches Diagramm eines Fahrzeugs mit einem Klimasteuerungssystem, das gemäß einer exemplarischen Ausführungsform über einen Valve-In-Receiver (VIR) verfügt;
2 ist ein schematisches Diagramm zur Darstellung des Klimasteuerungssystems aus 1;
3 ist eine perspektivische Ansicht des VIR aus 1 gemäß einem Aspekt einer exemplarischen Ausführungsform; und
4 ist eine partielle Querschnittsansicht des VIR aus 3 gemäß einem Aspekt einer exemplarischen Ausführungsform.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die folgende Beschreibung ist lediglich exemplarischer Natur und nicht dazu gedacht, die vorliegende Offenbarung in ihren An- oder Verwendungen zu beschränken. Es wird darauf hingewiesen, dass in allen Zeichnungen die gleichen Bezugszeichen auf die gleichen oder entsprechenden Teile und Merkmale verweisen.
Ein Fahrzeug wird gemäß einer exemplarischen Ausführungsform im Allgemeinen mit 10 in 1 angezeigt. Fahrzeug 10 beinhaltet ein Fahrgestell 14, das eine Karosserie 16 mit einem Motorraum 20 trägt, in dem ein Hauptantrieb (nicht dargestellt) und ein Fahrgastbereich 24 untergebracht sind. Es ist selbstverständlich, dass der Hauptantrieb eine Vielzahl von Formen annehmen kann, inklusive Verbrennungsmotoren, Elektromotoren, hybrider Elektromotoren, sauberer Kraftstoffmotoren und dergleichen. Fahrzeug 10 beinhaltet die ersten und zweiten Hinterräder 30 und 31 sowie die ersten und zweiten Vorderräder 34 und 35. Hinterräder 30 und 31 können dem Fahrzeug 10 eine Antriebskraft verleihen. Es ist jedoch zu beachten, dass alternativ Vorderräder 34 und 35 die Antriebskraft bereitstellen oder alle vier Räder 30, 31, 34 und 35 die Antriebskraft bereitstellen können.
Fahrzeug 10 beinhaltet ein Klimasteuerungssystem, von dem bei 40 ein Abschnitt dargestellt ist. Klimasteuerungssystem 40 beinhaltet einen Kondensator 42, der in einem vorderen Abschnitt (nicht gesondert gekennzeichnet) von Fahrzeug 10 angeordnet ist, einen Verdampfer 44, der im Fahrgastbereich 24 angeordnet sein kann, einen Kompressor 46 und einen Valve-In-Receiver (VIR) 50. VIR 50 empfängt und speichert einen Teil des flüssigen Kältemittels von Kondensator 42. Zusätzlich kann VIR 50 gasförmige und liquide Abschnitte des Kältemittels trennen, und VIR 50 verhindert, wie weiter unten beschrieben, wesentlich, dass Schmutz und Feuchtigkeit durch den Kompressor 46 strömen.
Wie in 2 dargestellt, beinhaltet Kondensator 42 einen Kondensatoreinlassabschnitt 54 und einen Kondensatorauslassabschnitt 56. Ein Luftstrom fließt über/durch Kondensator 42, und zwar in einer Wärmeaustauschbeziehung mit dem Kältemittel. Verdampfer 44 beinhaltet eine Verdampferzuflussleitung 58 und eine Verdampferabflussleitung 60. Ein Lüfter (nicht dargestellt) sorgt für einen Luftstrom über/durch Verdampfer 44 in einer Wärmeaustauschbeziehung mit dem Kältemittel. Die Luft tritt in den Fahrgastbereich mit reduzierter Temperatur ein, um eine gewünschte Kühlwirkung zu erzielen. Kompressor 46 beinhaltet einen Kompressoreinlassabschnitt 62, der strömungstechnisch mit VIR 50 verbunden ist, und einen Kompressorauslassabschnitt 64, der strömungstechnisch mit Kondensatoreinlassabschnitt 54 verbunden ist.
Gemäß einem exemplarischen Aspekt beinhaltet VIR 50 einen Kondensatoreinlass 70, der strömungstechnisch mit Kondensatorauslassabschnitt 56 verbunden ist, einen Kompressorauslass 72, der strömungstechnisch mit Kompressoreinlassabschnitt 62 verbunden ist, einen Verdampfereinlass 80, der strömungstechnisch mit der Verdampferabflussleitung 60 verbunden ist, und einen Verdampferauslass 82, der strömungstechnisch mit der Verdampferzuflussleitung 58 verbunden ist. Wie in 3 und 4 dargestellt, beinhaltet VIR 50 ein Gehäuse für den Sammler-Trockner (RD) 86 und ein Kappenelement 88. Kappenelement 88 trägt Kondensatoreinlass 70, Kompressorauslass 72, Verdampfereinlass 80 und Verdampferauslass 82. Kappenelement 88 ist lösbar am RD-Gehäuse 86 befestigt, beispielsweise durch Wechselwirkung zwischen einer Vielzahl von Fäden (nicht gesondert gekennzeichnet).
RD-Gehäuse 86 beinhaltet eine Außenfläche 92 und eine Innenfläche 94, die einen inneren Abschnitt 96 definieren. Ein Trocknergehäuse 105 ist im inneren Abschnitt 96 angeordnet. Trocknergehäuse 105 ist durch einen Trakt eines inneren Wärmeaustauschers (IHX) 109 mit Abstand zur Innenfläche 94 angeordnet. Eine erste Leitung 113 reicht in das Trocknergehäuse 105. Die erste Leitung 113 ist strömungstechnisch mit dem Kondensatoreinlass 70 verbunden und erhält einen Kältemittelstrom aus Kondensator 42. Eine zweite Leitung 114 reicht ebenfalls in das Trocknergehäuse 105. Die zweite Leitung 114 beinhaltet ein erstes Ende 117, das strömungstechnisch mit Verdampferauslass 82 verbunden ist, ein zweites Ende 118 und einen Zwischenbereich 119, der dazwischen verläuft. Das zweite Ende 118 ist mit einem Aufnahmegitter 122 verbunden, das zu Verdampfer 44 strömende Kältemittel filtert.
Ein Trockenmittel 130 wird im Zwischenbereich 119 bereitgestellt. Trockenmittel 130 reduziert Feuchtigkeit, die im Kältemittel vorhanden sein kann. Trockenmittel 130 lässt sich bei Bedarf leicht herausnehmen und ersetzen. Es ist selbstverständlich, dass die Menge (Quantität) und/oder Art des Trockenmittels variieren können. Es ist außerdem selbstverständlich, dass bei Trockenmittel 130 ein Filter oder Gitter (nicht dargestellt) bereitgestellt werden können. Es ist auch selbstverständlich, dass exemplarische Ausführungsformen ebenso ein nicht ersetzbares Trockenmittel beinhalten können. RD-Gehäuse 86 beinhaltet zudem einen Verdampferabflussauffangabschnitt 132, der Kältemittel, das durch den Verdampfer 44 strömt, aufnimmt und speichert. Eine Kompressorabflussleitung 137 reicht bis zum Verdampferabflussauffangabschnitt 132 und stellt an Kompressorauslass 72 Kältemittel bereit. Außenfläche 92 kann ein Hitzeschild für RD-Gehäuse 86 definieren.
In weiterer Übereinstimmung mit einer exemplarischen Ausführungsform kann Kappenelement 88 neben Kondensatoreinlass 70, Kompressorauslass 72, Verdampfereinlass 80 und Verdampferauslass 82 auch eine Anzahl anderer Komponenten tragen, die mit Klimasteuerungssystem 40 verbunden sind. So kann beispielsweise Kappenelement 88 ein Expansionsventil 157 tragen, siehe 3. Das Expansionsventil 157 kann die Form eines thermischen Expansionsventils (TXV) haben. Es ist selbstverständlich, dass Expansionsventil 157 die Form eines mechanisch betätigten Expansionsventils oder eines elektrischen/elektronischen Expansionsventils haben kann. Das Expansionsventil 157 ist leicht zugänglich und kann wartbar sein. Kappenelement 88 kann außerdem einen oberen Ladeanschluss 160 und einen unteren Ladeanschluss 162 tragen, um das Laden und Überwachen des Kältemittels zu vereinfachen. Zusätzlich kann Kappenelement 88 ein oder mehrere Sensoranschlüsse 166 und 168 tragen, die mit verschiedenen Sensoren bereitgestellt werden können, die zum Klimasteuerungssystem 40 gehörende Daten bereitstellen.
An dieser Stelle versteht es sich, dass die exemplarischen Ausführungsformen einen Valve-In-Receiver (VIR) beschreiben, der eine Anzahl von Verbindungen und Komponenten zusammenfasst, um ein Klimasteuerungssystem zu vereinfachen. Zusätzlich kann der VIR durch Integrieren von Ladeanschlüssen, Sensoren und Verbindungen in das Kappenelement leicht gewartet werden und lässt sich das Klimasteuerungssystem an einem Punkt warten, was Reparaturen und/oder Diagnosen vereinfacht. Ferner erleichtert das Zusammenfassen mehrerer Klimasteuerungskomponenten in einer einzigen Vorrichtung die Verrohrung und erleichtert den Zugang zu Komponenten unter der Haube.
Während die Erfindung mit Bezug auf exemplarische Ausführungsformen beschrieben wurde, werden Fachleute auf dem Gebiet verstehen, dass verschiedene Änderungen vorgenommen, und die einzelnen Teile durch entsprechende andere Teile ausgetauscht werden können, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen. Darüber hinaus können viele Modifikationen vorgenommen werden, um eine bestimmte Materialsituation an die Lehren der Erfindung anzupassen, ohne von deren wesentlichem Umfang abzuweichen. Daher ist vorgesehen, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten spezifischen Ausführungsformen beschränkt wird, sondern dass sie außerdem alle Ausführungsformen beinhaltet, die innerhalb des Umfangs der Anmeldung fallen.

Claims

Valve-In-Receiver (VIR) für das Klimasteuerungssystem eines Fahrzeugs, umfassend: ein Gehäuse für den Sammler-Trockner (RD) mit einer Außenfläche und einer Innenfläche, die einen inneren Abschnitt mit einer Öffnung definieren; und ein Kappenelement, das am RD-Gehäuse gegenüber der Öffnung befestigt ist, wobei das Kappenelement einen Verdampfereinlassabschnitt, einen Verdampferauslassabschnitt, einen Kondensatoreinlass und einen Kompressorauslass beinhaltet.
VIR nach Anspruch 1, ferner umfassend: ein wahlweise entfernbares Expansionsventil, das im Kappenelement befestigt ist.
VIR nach Anspruch 1, ferner umfassend: mindestens einen Sensor, der am Kappenelement befestigt ist.
VIR nach Anspruch 1, ferner umfassend: einen High-Side-Ladeanschluss, der am Kappenelement befestigt ist, und einen Low-Side-Ladeanschluss, der am Kappenelement befestigt ist.
VIR nach Anspruch 1, ferner umfassend: ein Trocknergehäuse, das im inneren Abschnitt angeordnet ist, wobei das Trocknergehäuse ein wahlweise austauschbares Trockenmittel beinhaltet.
VIR nach Anspruch 1, ferner umfassend: einen Verdampferabflussauffangabschnitt, der im RD-Gehäuse angeordnet ist, wobei der Verdampferabflussauffangabschnitt strömungstechnisch mit dem Verdampfereinlassabschnitt und dem Verdampferauslassabschnitt verbunden ist.
Klimasteuerungssystem für ein Fahrzeug, das System Folgendes umfassend: einen Kondensator mit einem Kondensatorauslassabschnitt; einen Kompressor mit einem Kompressoreinlassabschnitt und einem Kompressorauslassabschnitt, wobei der Kompressorauslassabschnitt strömungstechnisch mit dem Kondensator verbunden ist; einen Verdampfer mit einem Verdampfereinlassabschnitt und einen Verdampferauslassabschnitt; und einen Valve-In-Receiver (VIR), der strömungstechnisch mit dem Kondensator, dem Kompressor und dem Verdampfer verbunden ist, umfassend: ein Gehäuse für den Sammler-Trockner (RD) mit einer Außenfläche und einer Innenfläche, die einen inneren Abschnitt mit einer Öffnung definieren; und ein Kappenelement, das am RD-Gehäuse gegenüber der Öffnung befestigt ist, wobei das Kappenelement einen Verdampfereinlass, der strömungstechnisch mit dem Verdampferauslassabschnitt verbunden ist, einen Verdampferauslass, der strömungstechnisch mit dem Verdampfereinlassabschnitt verbunden ist, einen Kondensatoreinlass, der strömungstechnisch mit dem Kondensatorauslassabschnitt verbunden ist, und einen Kompressorauslass, der strömungstechnisch mit dem Kompressoreinlassabschnitt verbunden ist, beinhaltet.
Klimasteuerungssystem nach Anspruch 7, ferner umfassend: ein selektiv entfernbares Expansionsventil, das im Kappenelement montiert ist.
Klimasteuerungssystem nach Anspruch 7, ferner umfassend: mindestens einen Sensor, der am Kappenelement befestigt ist.
Klimasteuerungssystem nach Anspruch 7, ferner umfassend: ein Trocknergehäuse, das im inneren Abschnitt angeordnet ist, wobei das Trocknergehäuse ein selektiv austauschbares Trockenmittel beinhaltet.