ES2874954T3

ES2874954T3 - Unidad de refrigeración del motor para una máquina de trabajar la tierra

Info

Publication number: ES2874954T3
Application number: ES12466009T
Authority: ES
Inventors: Bohumil Jirman
Original assignee: Ammann Czech Republic A S
Current assignee: Ammann Czech Republic A S
Priority date: 2011-05-18
Filing date: 2012-05-07
Publication date: 2021-11-05
Anticipated expiration: 2032-05-07
Also published as: CZ2011302A3; CZ303741B6; EP2524996B1; EP2524996A3; EP2524996A2

Abstract

Máquina de trabajar la tierra con una velocidad de marcha lenta con una unidad de accionamiento que incluye un motor de combustión interna refrigerado por líquido (1), en la que el motor de combustión interna refrigerado por líquido (1) se dispone en un compartimento del motor con un capó (13), y se proporciona con un enfriador principal (7) para la refrigeración del líquido refrigerante del motor de combustión interna (1) y al menos un enfriador auxiliar (8), que es, por ejemplo, un enfriador intermedio de aire para sobrealimentación, un enfriador de aceite, un enfriador para aire acondicionado, etc., en el que el enfriador principal (7) se proporciona con un primer ventilador (8) y se dispone por separado del compartimento del motor, caracterizado por un espacio de succión de aire común (9) dispuesto entre el compartimento del motor y el enfriador principal, dicho espacio de succión de aire común (9) que se diseña para extraer aire de refrigeración desde el exterior del compartimento del motor a través de orificios dispuestos en los lados y en la parte superior del capó para asegurar la temperatura más baja del aire de refrigeración aspirado en el espacio de succión de aire común (9), dicho espacio de succión de aire común (9) comprende una primera partición (11) que separa el espacio de succión de aire común (9) del compartimiento del motor, y una segunda partición (12), en la que se dispone el enfriador principal (7), el primer ventilador (8) se acciona mediante un accionamiento independiente para extraer el aire de refrigeración del espacio de succión de aire común (9), haciendo pasar dicho aire de refrigeración a través del enfriador principal (7) y empujándolo hacia el exterior de la máquina, en el que el enfriador auxiliar (6) se proporciona con un segundo ventilador (5) dispuesto para extraer el aire de refrigeración del espacio de succión de aire común (9), haciendo pasar dicho aire de refrigeración a través del enfriador auxiliar (6) y a través del compartimento del motor hacia el exterior de la máquina.

Description

DESCRIPCIÓN

Unidad de refrigeración del motor para una máquina de trabajar la tierra

Campo de la invención

La invención se refiere a una máquina de trabajar la tierra de baja velocidad con una unidad de accionamiento que incluye un motor de combustión interna refrigerado por líquido, tal como, por ejemplo, rodillos de compactación, etc., especialmente para máquinas de trabajar la tierra de alto rendimiento, pero con una velocidad de funcionamiento lenta, sin la posibilidad de refrigeración por aire dinámico.

Antecedentes de la invención

Las máquinas de trabajar la tierra, que normalmente se mueven a una velocidad máxima de alrededor de 10 km/h e inferior, muy a menudo se encuentran con la necesidad de alta potencia en el orden de hasta cientos de kW, lo que establece la necesidad de altas exigencias en el rendimiento de refrigeración para ser proporcional a la potencia del motor y al mismo tiempo, evita la refrigeración del motor mediante el aire dinámico debido a las bajas velocidades. Además, en estas máquinas, el motor suele situarse detrás de la cabina, mientras la máquina avanza y retrocede en el trabajo, por ejemplo, al enrollar una alfombra bituminosa colocada. Cualquier refrigeración del motor de combustión debe realizarse necesariamente con la ayuda de ventiladores.

Además, debido a la creciente demanda de mayor potencia de las unidades de accionamiento de estas máquinas, actualmente se utiliza principalmente la sobrealimentación de dichos motores de combustión interna mediante un turbocompresor con un enfriador intermedio del aire de admisión, lo que permite aumentar la potencia del motor de combustión interna, pero también aumenta las demandas de refrigeración de toda la máquina.

En las máquinas de trabajar la tierra los sistemas de refrigeración se suelen diseñar como un todo y comprenden más enfriadores separados, cuyo número viene dado mediante el número de circuitos de refrigeración de la máquina, en la que el circuito primario de refrigeración es el circuito de refrigeración del motor. Además, también puede ser, por ejemplo, un circuito de refrigeración de aceite, un circuito de refrigeración de aire acondicionado, un enfriador intermedio del aire de admisión, etc. Todo el sistema de refrigeración se proporciona con un ventilador común, que asegura el flujo de aire a través de todos los enfriadores. El ventilador del sistema de refrigeración de la máquina se une firmemente al motor de combustión interna de accionamiento, o su accionamiento se proporciona por separado del motor de combustión interna de la máquina, y preferentemente se conecta a un motor separado del sistema de refrigeración de la máquina, por ejemplo, a un accionamiento independiente, hidrostático, controlado o eventualmente incontrolado, etc.

En la mayoría de las máquinas de trabajar la tierra, los enfriadores se sitúan frente al compartimento del motor, y el ventilador del sistema de refrigeración extrae aire para la refrigeración desde el área detrás de la cabina de la máquina, de modo que el aire pasa a través de todos los enfriadores al principio, luego sale de la máquina al exterior a través de los orificios en el capó trasero de la máquina, y extrae el calor del compartimento del motor al mismo tiempo. En otras máquinas de trabajar la tierra, el ventilador con sistema de refrigeración se sitúa en la parte trasera de la máquina, detrás del motor, y el ventilador extrae aire de refrigeración a través del compartimento del motor de la máquina. Sin embargo, la temperatura del aire de admisión aumenta considerablemente durante el paso a través del compartimento del motor, por lo que el sistema de refrigeración de la máquina debe tener una capacidad de refrigeración mucho mayor que en el primer caso. Como consecuencia de los enfriadores más grandes, los requisitos de espacio para la instalación de dicho sistema de refrigeración en el compartimento del motor son cada vez mayores. Una gran desventaja de esta solución se debe a un aumento en la temperatura del aire, que se causa mediante su paso a través del compartimento del motor, la temperatura del aire de refrigeración que pasa por los enfriadores aumenta y, de esta manera, tanto el aumento de potencia que se obtiene por la sobrealimentación disminuye como la temperatura del medio refrigerante que se aspira en el condensador de un sistema de aire acondicionado aumenta, lo que aumenta enormemente las relaciones de presión en este circuito. Después de pasar por todos los enfriadores de la máquina, el aire de refrigeración se extrae hacia atrás a través de los orificios del capó. Una solución menos utilizada, que se emplea en algunas máquinas, es que el sistema de refrigeración se ubique como una unidad común en la parte trasera de la máquina con succión del aire de refrigeración a través de orificios laterales en el capó, el bastidor de la máquina, y con un accionamiento hidrostático independiente del ventilador. El compartimento del motor se separa del sistema de refrigeración de la máquina mediante una partición. El aire de refrigeración pasa a través del enfriador y se retira hacia atrás a través de los orificios del capó. En esta solución, debido al sobrecalentamiento del motor, se utiliza un ventilador independiente adicional para eliminar el calor del compartimento del motor. La desventaja de esta solución es que el aire caliente del enfriador pasa a través del compartimento del motor El preámbulo de la reivindicación independiente 1 se basa en el documento US4382481.

Sumario de la invención

La solución al problema subyacente se proporciona mediante una máquina de trabajar la tierra como se define en la reivindicación independiente 1. De acuerdo con la presente invención, se proporciona una máquina de trabajar la tierra de baja velocidad con una unidad de accionamiento que incluye un motor de combustión interna refrigerado por líquido, lo que elimina las desventajas mencionadas anteriormente. La máquina de trabajar la tierra de baja velocidad tiene un motor de combustión interna que se sitúa en un compartimento del motor con un capó, y se equipa con un enfriador principal para la refrigeración del líquido refrigerante del motor de combustión interna y con al menos un enfriador auxiliar, que es por ejemplo un enfriador intermedio de aire para sobrealimentación, un enfriador de aceite, un enfriador para el aire acondicionado, etc., en el que el enfriador principal se proporciona con un primer ventilador y se sitúa por separado del compartimento del motor. El tema de la invención es que existe un espacio de succión de aire común que se proporciona entre el compartimento del motor y el enfriador principal, cuyo espacio se diseña para aspirar aire desde el exterior de la máquina de trabajar la tierra, el espacio de succión común comprende una primera partición, que se sitúa para separar el espacio de succión común del compartimento del motor, y una segunda partición, en la que se sitúa el enfriador principal, mientras que el enfriador auxiliar se sitúa en la primera partición, en la que el primer ventilador del enfriador principal se dispone para la succión del aire de refrigeración del espacio de succión común y para su guía al exterior de la máquina a través de dicho enfriador principal, el enfriador auxiliar se equipa con el segundo ventilador, que también se dispone para aspirar el aire de refrigeración del espacio de succión común y para su guía a través del enfriador auxiliar y el espacio del motor hacia el exterior de la máquina. Es especialmente ventajoso cuando la primera partición separa de forma fiable el espacio de succión común del compartimento del motor para evitar la aspiración de aire caliente del compartimento del motor al espacio de succión común. Igualmente, es ventajoso tener el espacio de succión común separado mediante una segunda partición de forma fiable del espacio detrás del enfriador principal, en el que hay aire calentado al pasar a través del enfriador principal, con lo que también se asegura la máxima eficiencia de refrigeración. Para los propósitos de la presente solicitud, se entiende por zona de succión común el espacio al que se aspira el aire de las inmediaciones de la máquina de trabajar la tierra, y desde el que se suministra el aire al enfriador principal y al enfriador auxiliar y al compartimento del motor. Es particularmente ventajoso que no entre aire ya calentado en el espacio de succión desde el compartimento del motor o desde el espacio detrás del enfriador principal. Sin embargo, es obviamente posible diseñar un espacio de succión común con succión controlada del aire caliente, por ejemplo, desde el compartimento del motor, si así se requiere mediante la aplicación, por ejemplo, debido al trabajo a muy bajas temperaturas, etc. Pero debido al uso principal que se espera de las máquinas de trabajar la tierra en condiciones normales, esta solución no se especificará más en detalle, aunque no se excluye del ámbito de la protección de ninguna manera.

El espacio de succión común puede formarse, por ejemplo, al sellar la primera y la segunda partición contra la carcasa del espacio de succión común. La carcasa puede formarse, por ejemplo, mediante el capó del compartimento del motor, que cubre también el espacio de succión común, y la carcasa puede unir con una cubierta del enfriador principal, pero también puede diseñarse como una caja separada. Para garantizar la temperatura más baja del aire de admisión, y de esta manera maximizar el efecto de refrigeración, se forman orificios en los lados de la carcasa y/o desde arriba. Esto asegura que el aire se aspire a través de dichos orificios desde el espacio que rodea la carcasa y no desde el compartimento del motor o desde el espacio detrás del enfriador principal. Hay muchas variantes posibles de formar un espacio de succión común de modo que se garantice la temperatura más baja posible del aire de admisión, y de esta manera la mejor refrigeración. Tales variantes se apreciarán fácilmente mediante cualquier diseñador común de maquinarias de movimiento de tierras con motores de combustión interna o mediante cualquier diseñador común de motores de combustión interna. Por lo tanto, no se describirán aquí con mayor detalle.

De acuerdo con una realización preferente, el enfriador principal se integra en la segunda partición. En este caso, es particularmente adecuado asegurar la separación del espacio de succión común del área detrás del enfriador principal para evitar la aspiración hacia atrás del aire ya usado, aire que se calentó mediante el paso a través del enfriador principal. Además, el enfriador auxiliar puede integrarse en la primera partición, en cuyo caso se aplican requisitos similares para evitar la entrada de aire caliente del compartimento del motor.

Como es evidente para un experto en la técnica, el motor de combustión interna se equipa con un sistema de escape, que incluye dispositivos para reducir el contenido de contaminantes en los gases de escape en la actualidad, también conocido como tratamiento posterior. Sin embargo, esto no se discutirá aquí porque el sistema de escape no es importante para la materia de la presente invención. Aparte del tratamiento posterior de los gases de combustión, el sistema de escape de los gases de combustión a menudo comprende un turbocompresor para aumentar el volumen de aire de admisión, aumentando así la potencia del motor. Principalmente, la denominada sobrealimentación se proporciona luego con un enfriador intermedio de aire de admisión, de manera que la cantidad de aire entregada a los cilindros aumenta aún más y, de esta manera, la potencia aumenta aún más. En una realización preferente particular, el enfriador auxiliar es un enfriador intermedio de aire del motor, dicho enfriador intermedio se proporciona de un ventilador separado, en este caso, el segundo ventilador. El segundo ventilador puede conectarse adecuadamente al eje del motor, y así se asegura una refrigeración proporcional a la velocidad de rotación del motor, es decir, a altas velocidades de rotación, cuando se requiere la mayor potencia, la velocidad de rotación del ventilador también es alta, mientras que a bajas velocidades de rotación, cuando la potencia no es necesaria, la velocidad de rotación del ventilador, y por lo tanto la refrigeración mediante el aire en el enfriador intermedio, es baja. Aquí, es importante darse cuenta de que, en la disposición de acuerdo con la invención, el segundo ventilador del enfriador auxiliar proporciona la aspiración del aire caliente del compartimento del motor, lo que ayuda aún más en la refrigeración del motor. Por lo tanto, es necesario asegurarse de que el aire que se expulsa mediante el segundo ventilador desde el espacio de succión común a través del enfriador auxiliar al compartimento del motor pase del compartimento del motor al exterior. Nuevamente, cualquier diseñador promedio puede diseñar alguna solución técnica sobre cómo garantizar el escape del aire caliente desde el compartimento del motor, por lo que aquí no se describirá con mayor detalle.

De acuerdo con otra realización preferente, el primer ventilador del enfriador principal se acciona mediante un accionamiento independiente para asegurar la refrigeración del motor en función de la temperatura del motor de combustión. El primer ventilador puede accionarse mediante un motor eléctrico, hidráulico, etc.

Breve descripción de los dibujos

La invención se entenderá más claramente a partir del siguiente ejemplo de su realización, cuyo ejemplo se ilustra en el dibujo adjunto, donde la Figura 1 muestra una vista lateral esquemática de la máquina de trabajar la tierra, en este caso de un rodillo de compactación.

Ejemplos de realización

La Figura 1 muestra un rodillo compactador como ejemplo de una máquina de trabajar la tierra. Esta máquina se equipa con un motor de combustión interna 1 dispuesto en un compartimento del motor con un capó. La máquina se equipa además con un sistema hidráulico 2 y las unidades terminales 3 para el movimiento hacia adelante y hacia atrás de la máquina. Un sistema de escape 4 para guiar los gases de combustión fuera del motor de combustión 1 se conecta al motor de combustión interna 1, pero la conexión real no se muestra aquí. Aparte de los dispositivos habituales para reducir el contenido de contaminantes en el gas de combustión, lo que es un procedimiento llamado postratamiento, el sistema de escape 4 en este ejemplo de la realización comprende también un sobrealimentador no mostrado para sobrealimentar el motor con el aire de admisión para aumentar la potencia del motor. La sobrealimentación de aire comprende un enfriador intermedio para el mayor aumento posible del volumen de aire que se entrega a los cilindros del motor de combustión interna 1, de manera que se logra el aumento de potencia ya descrito de este motor, lo que además es una práctica común conocida. El sistema de refrigeración de la máquina de trabajar la tierra en este ejemplo de realización comprende además del enfriador intermedio de aire ya descrito, también, un enfriador principal 7 que se proporciona con un ventilador 8 que se acciona hidráulicamente, en el que la velocidad de rotación del ventilador 8 no depende de la velocidad de rotación del motor 1.

La unidad de accionamiento para una máquina de trabajar la tierra de acuerdo con la invención comprende un espacio de succión común 9 del sistema de refrigeración de la máquina, cuyo espacio 9 se define mediante una primera partición /pared/ 11, una segunda partición /pared/ 12 , cuyas particiones 11, 12 se fijan al bastidor trasero 10 de la máquina en esta realización, y en los lados se define mediante el capó 13 de la máquina. La primera partición 11 y la segunda partición 12 se sellan en el capó 13 para evitar la aspiración indeseable del aire de refrigeración tanto del compartimento del motor como del espacio trasero, en cuyo espacio se coloca el enfriador principal 7, como se describirá más abajo. Por lo tanto, el aire de refrigeración entra en el espacio de succión común 9 solo a través de los orificios 16 en los lados y a través de los orificios no mostrados en el capó desde arriba. Esto asegura que el aire de refrigeración se aspira solo de las proximidades de la máquina para que tenga la temperatura más baja.

Un enfriador auxiliar 6, en este caso un enfriador intermedio de aire de admisión para sobrealimentación proporcionado con un segundo ventilador 5, se une a la primera partición 11 en el compartimento del motor. En la primera partición, se forma un orificio, cuyo orificio asegura suficiente flujo de aire a través del enfriador auxiliar 6, en el que su conexión se sella para evitar la entrada de aire indeseable ya descrita en el espacio de succión común 9 desde el compartimento del motor. En esta realización, el segundo ventilador 5 se une con el eje de salida del motor de combustión interna 1 para accionar el segundo ventilador 5 directamente mediante el motor de combustión interna 1, de manera que una unidad de accionamiento del ventilador 5 se guarda y se asegura que la velocidad de rotación del segundo ventilador 5 sea proporcional a la velocidad de rotación del motor de combustión interna 1. Pero también es posible proporcionar el segundo ventilador 5 con un motor independiente.

Además del enfriador principal 7 y el enfriador intermedio 6, el sistema de refrigeración del motor 1 puede eventualmente comprender también otros enfriadores, por ejemplo, un enfriador de aceite de los circuitos hidráulicos auxiliares, o un enfriador del aire acondicionado, etc. Estos enfriadores no se muestran en la Figura 1, pero pueden situarse tanto en la parte detrás del enfriador principal 7 como en frente del enfriador intermedio 6 para asegurar el paso de aire desde el espacio de succión común 9 también a través de estos enfriadores. Además, el aire sale del espacio de succión común 9 del sistema de refrigeración a través de los enfriadores del motor 1, en el que la menor parte del aire pasa a través del enfriador auxiliar 6 en dirección al espacio del motor y desde este espacio a través de los respectivos orificios hacia el exterior, y al hacerlo, se quita el calor del motor, de manera que se ahorra un ventilador independiente que elimina el calor del espacio del motor. El aire se descarga a través de los orificios 14 en la parte superior del capó 13, y eventualmente también debajo de la cabina 15, al exterior, fuera de la máquina. La mayor parte del aire pasa a través del enfriador principal 7, a través de las rejillas del capó 13 hacia atrás. El ventilador 5 del enfriador auxiliar 6, en este caso del enfriador intermedio de aire, tiene la misma velocidad de rotación que la del motor de combustión interna 1, por lo que el rendimiento de refrigeración del enfriador intermedio de aire del motor 1 es preferentemente proporcional a la velocidad del motor. El primer ventilador 8 del enfriador principal 7 se proporciona con un accionamiento independiente con velocidad de rotación variable, cuya velocidad se controla de acuerdo con la temperatura real del fluido refrigerante. La temperatura aumenta en función de la carga del motor de combustión interna 1, pero también en función de la temperatura exterior, etc. Sin embargo, los requisitos de conmutación del primer ventilador 8 son en su mayor parte diferentes de los relacionados con el enfriador intermedio de aire del motor. Con poca carga y en clima frío, la velocidad del ventilador 8 puede ser baja, de manera que se reduce la pérdida de potencia necesaria para la refrigeración de la máquina. El primer ventilador 8 se enciende de acuerdo con la temperatura real del líquido refrigerante.

El espacio de succión común 9 sirve preferentemente también como una fuente de aire de admisión para el motor, en el que el aire pasa a través de un filtro de aire no mostrado del motor a través de un turbocompresor a un enfriador intermedio y más adelante a la succión de los cilindros de un motor de combustión interna 1. De acuerdo con otro ejemplo de una realización de acuerdo con la invención, el motor de combustión interna no comprende ninguna sobrealimentación, sino únicamente un enfriador de aceite para circuitos hidráulicos. En este ejemplo de realización de la invención, el enfriador de aceite de los circuitos hidráulicos se sitúa detrás de la primera partición como el enfriador auxiliar.

Es importante darse cuenta de que los ejemplos de realizaciones descritos anteriormente solo ilustran las posibles realizaciones de la invención y no deben considerarse como una limitación, y la invención debe limitarse únicamente mediante el texto de las reivindicaciones.

Uso Industrial: La invención es particularmente útil para máquinas de trabajar la tierra.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Máquina de trabajar la tierra con una velocidad de marcha lenta con una unidad de accionamiento que incluye un motor de combustión interna refrigerado por líquido (1 ), en la que el motor de combustión interna refrigerado por líquido (1) se dispone en un compartimento del motor con un capó (13), y se proporciona con un enfriador principal (7) para la refrigeración del líquido refrigerante del motor de combustión interna (1) y al menos un enfriador auxiliar (8), que es, por ejemplo, un enfriador intermedio de aire para sobrealimentación, un enfriador de aceite, un enfriador para aire acondicionado, etc., en el que el enfriador principal (7) se proporciona con un primer ventilador (8) y se dispone por separado del compartimento del motor, caracterizado por un espacio de succión de aire común (9) dispuesto entre el compartimento del motor y el enfriador principal, dicho espacio de succión de aire común (9) que se diseña para extraer aire de refrigeración desde el exterior del compartimento del motor a través de orificios dispuestos en los lados y en la parte superior del capó para asegurar la temperatura más baja del aire de refrigeración aspirado en el espacio de succión de aire común (9), dicho espacio de succión de aire común (9) comprende una primera partición (11) que separa el espacio de succión de aire común (9) del compartimiento del motor, y una segunda partición (12), en la que se dispone el enfriador principal (7), el primer ventilador (8) se acciona mediante un accionamiento independiente para extraer el aire de refrigeración del espacio de succión de aire común (9), haciendo pasar dicho aire de refrigeración a través del enfriador principal (7) y empujándolo hacia el exterior de la máquina, en el que el enfriador auxiliar (6) se proporciona con un segundo ventilador (5) dispuesto para extraer el aire de refrigeración del espacio de succión de aire común (9), haciendo pasar dicho aire de refrigeración a través del enfriador auxiliar (6) y a través del compartimento del motor hacia el exterior de la máquina.

2. Máquina de trabajar la tierra de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque el enfriador auxiliar (6) es un enfriador intermedio de aire, en el que el segundo ventilador (5) se conecta al motor de combustión interna (1) para accionar el ventilador (5) en relación con la velocidad de rotación del motor de combustión interna (1).

3. Máquina de trabajar la tierra de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, caracterizada porque el enfriador principal (7) se dispone en la segunda pared (12) del espacio de succión común (9) y el primer ventilador (8) se dispone detrás del enfriador principal (7) del líquido refrigerante para evacuar el aire del espacio de succión común (9) a través del enfriador principal (7) por detrás del mismo.

4. Máquina de trabajar la tierra de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a la 3, caracterizada porque el enfriador auxiliar (6) se dispone en la primera pared (11) del espacio de succión común (9) y el segundo ventilador (5) se dispone en el compartimento del motor.

5. Máquina de trabajar la tierra de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a la 4, caracterizada porque el espacio de succión común (9) se sella completamente contra fugas de aire del compartimento del motor y/o del espacio detrás del enfriador principal (7).

6. Máquina de trabajar la tierra de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a la 5, caracterizada porque el espacio de succión común se forma mediante el sellado de la primera y la segunda particiones (11 , 12) contra el capó (13) que las apoya.

7. Máquina de trabajar la tierra de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a la 5, caracterizada porque el espacio de succión común (9) se forma como una caja separada provista de orificios en un lateral y/o en la parte superior para la entrada de aire desde el espacio exterior de la máquina.