ES2270373T3 - Vehiculo automovil equipado con una climatizacion. - Google Patents

Abstract

Vehículo automóvil equipado con una climatización (1), cuyo sistema de conductos (6, 12, 15) une un compresor (3) fijado al motor (2) del vehículo, al menos, a un intercambiador de calor (8, 10) fijado a la carrocería (7) de vehículo, en el cual el sistema de conductos (6, 9, 12, 15) que se extiende en el compartimiento del motor (31) del vehículo presenta, al menos, una curvatura de tubería (37 ¿ 40) condicionada por la geometría de montaje en el compartimiento del vehículo, en el cual, al menos, una parte de las tuberías (6, 9, 12, 15) del sistema de conductos se compone de material metálico y en el cual están previstos medios de amortiguamiento de las vibraciones para evitar la transmisión de vibraciones del compresor (3) a la carrocería (7) del vehículo, caracterizado porque, al menos, una tubería (6'', 12'', 15''), que, por una parte, está empalmada al compresor (3) y, por otra, a un intercambiador de calor (8, 10) fijado a la carrocería (7) del vehículo, está constituida en su integridad, incluidos los adaptadores de tubería (42 ¿ 45), de material metálico y presenta un diámetro exterior inferior a 13 mm.

Description

Vehículo automóvil equipado con una climatización.

La presente invención se refiere a un vehículo automóvil equipado con una climatización, cuyo sistema de conductos une un compresor fijado al motor del vehículo, al menos, a un intercambiador de calor fijado a la carrocería del vehículo, en el cual el sistema de conductos que se extiende en el compartimiento del motor del vehículo comprende, al menos, una curvatura de tubería condicionada por la geometría de montaje en el compartimiento del vehículo, en el cual, al menos, una parte de las tuberías del sistema de conductos se compone de material metálico, y en el cual están previstos medios de amortiguamiento de las vibraciones para evitar la transmisión de vibraciones del compresor a la carrocería del vehículo.

Como es conocido, el motor del vehículo automóvil y el compresor de un sistema de climatización fijado a la parte superior, generan vibraciones mecánicas, e impulsos de presión en el líquido portador de calor que circula, cuya transmisión a la carrocería o al habitáculo debe evitarse con la ayuda de medios de amortiguamiento. Para esto, el motor del vehículo se monta sobre elementos amortiguadores flexibles de goma. Además, por ejemplo de acuerdo con el documento US 5 367 883, en las tuberías del sistema de conductos de la instalación de climatización que se extienden desde el compresor hasta un intercambiador de calor, están intercalados elementos de tubo de goma armados, cuyos elementos, debido al amortiguamiento que realizan de los impulsos por medio de una dilatación radial y longitudinal, impiden una transmisión de las vibraciones del motor y del compresor hasta los intercambiadores de calor fijados a la carrocería, a saber, por una parte, en la zona frontal y, por otra, en el cajón de climatización del vehículo, y así hasta la carrocería. Además, los elementos de tubo de goma, debido a su flexibilidad, facilitan el montaje o el desmontaje del motor, así como la colocación de los tubos del sistema de conductos en el compartimiento del motor del vehículo.

Por otra parte, debido a las altas presiones que se establecen en el sistema de conductos, la realización de elementos de tubos de goma en versión armada, así como su colocación estanca, la cual tiene lugar, cada vez, en las tuberías metálicas del sistema de conductos, con un adaptador de tuberías de alta presión que se encuentra en las extremidades, es, sin embargo, muy compleja y, por consiguiente, genera costes importantes. Por otra parte, los elementos de tubos de goma requieren un espacio suplementario en el interior del compartimiento del motor del vehículo debido a su diámetro importante, de modo que su colocación se hace más difícil. Estos tubos de goma son, además, origen de pérdidas de fluido de servicio, porque no es posible realizarlos de manera completamente estanca a la difusión. Estos, tampoco pueden impedir la difusión de humedad en el sistema de conductos, de modo que las propiedades de lubricación del aceite de lubricación contenido en el fluido de servicio resultan afectadas. Estos inconvenientes están descritos, igualmente, en el documento US 5 182 922. Sin embargo, la utilización, como alternativa, de adaptadores de tubería flexibles no puede eliminar completamente este inconveniente, debido a los elementos flexibles utilizados para la estanqueidad y para las articulaciones, los cuales están expuestos a esfuerzos de cizallamiento, y, además, no están adaptados para la zona de las altas presiones o para las instalaciones de climatización que emplean CO_{2} como fluido de servicio.

El objetivo de la invención es evitar los inconvenientes citados y, así, proponer un vehículo equipado con una climatización que, con bajos costes de fabricación y un volumen menos importante, impida la transmisión de vibraciones a los intercambiadores de calor de la instalación de climatización y, así, a la carrocería del vehículo.

La solución para conseguir el objetivo citado, de acuerdo con la invención, reside en el hecho de que, al menos, una tubería, que se empalma, por una parte, al compresor y, por otra, a un intercambiador de calor del sistema de conductos, que está fijado a la carrocería del vehículo, se compone en su integridad de material metálico y tiene un diámetro exterior inferior a 13 mm.

Se considera, así, que, a pesar de la utilización muy económica de un material metálico relativamente rígido para la totalidad de, al menos, una de las tuberías del sistema de conductos y su concepción para las altas presiones que reinan habitualmente en las instalaciones de climatización, en particular para el dióxido de carbono, es posible obtener una flexibilidad suficiente de la tubería para amortiguar suficientemente la transmisión de vibraciones a un intercambiador de calor empalmado y, por ello, a la carrocería del vehículo. Para el montaje de la tubería, debido a su diámetro relativamente pequeño en su integridad, resulta, por una parte, una necesidad de espacio menos importante en el compartimiento del motor del vehículo y, por otra, una flexibilidad que simplifica su colocación en este compartimiento del motor del vehículo.

Las ventajas citadas son, naturalmente, tanto más evidentes cuanto más pequeño es el diámetro de los tubos, el cual, de acuerdo con la invención, es pequeño. De acuerdo con un modo de realización preferido de la invención, es posible que, en la zona del sistema de conductos de la instalación de climatización en la cual el principio de funcionamiento prevé un estrangulamiento del flujo de su fluido de servicio, esté prevista una tubería particularmente delgada con un diámetro interior, a la manera de un tubo capilar, de, por ejemplo, menos de 2 mm y con una longitud adaptada a la geometría de montaje de, por ejemplo, 900 mm, de modo que, además del ahorro de una válvula de estrangulamiento, se obtenga un amortiguamiento particularmente importante de las vibraciones, así como la ventaja de su colocación particularmente simple en el compartimiento del motor del vehículo. Esta realización es, también, particularmente ventajosa en caso de utilización de la invención para una instalación de climatización que, para calentar el vehículo, puede ser conmutada a un procedimiento denominado triangular, en cuyo caso una tubería va, también, directamente del compresor hacia un intercambiador de calor que sirve para calentar el vehículo.

Si el diámetro de una tubería, que, por ejemplo, es completamente metálica en el lado de la aspiración, se elige en la gama superior de acuerdo con la invención, sus posibilidades de curvatura, a pesar de las propiedades de amortiguamiento suficientes, pueden ser menores con respecto a elementos de tubos de goma conocidos, de modo que ésta podría dañarse por la fuerza de un plegado con la mano, por ejemplo para liberar un espacio de montaje durante el desmontaje o el montaje del motor del vehículo. En este caso, es posible disponer en un lugar bien accesible del compartimiento del motor y con un espaciamiento con respecto a los adaptadores necesarios para el empalme al intercambiador de calor y al compresor, un adaptador de tubería suplementario, el cual es netamente más económico que un elemento de tubo.

Aunque la realización en metal de la totalidad de los tubos del sistema de conductos y, preferentemente, en una aleación de aluminio, conduce a un amortiguamiento menor de los impulsos de presión en el flujo de fluido de servicio de la instalación de climatización, estos pueden impedirse por un agrandamiento de la sección que está previsto en una longitud determinada en el sistema de conductos y que, por ejemplo, puede tener la forma de un elemento de amortiguamiento en sí conocido e integrado por soldadura a una tubería. Un elemento de este tipo puede fabricarse de manera económica por embutición, por ejemplo, a partir, preferentemente, de la misma aleación de aluminio que la que se utiliza para las tuberías del sistema de conductos.

Otros modos de realización de la invención están contenidos en la descripción que sigue basada en los dibujos. Las figuras muestran:

La figura 1 es una representación esquematizada muy simplificada del sistema de conductos de una instalación de climatización y su disposición en el compartimiento del motor del vehículo;

La figura 2 es una representación en perspectiva de dos tuberías del sistema de conductos de una instalación de climatización de acuerdo con el estado de la técnica;

La figura 3 es una representación en perspectiva de dos tuberías del sistema de conductos de una instalación de climatización de acuerdo con la invención, y

La figura 4 es una representación en perspectiva, y comparativa, de una tubería de acuerdo con el estado de la técnica, y de una tubería de acuerdo con la invención.

La instalación de climatización 1 representada en la figura 1, la cual es apropiada, tanto para el enfriamiento, como para el calentamiento, comprende, de manera habitual, un compresor 3 que está fijado al motor 2 del vehículo. Durante el funcionamiento en enfriamiento, este compresor transporta el fluido de servicio, que se compone, preferentemente, de dióxido de carbono (CO_{2}), por intermedio de una válvula de conmutación 4 en dirección a la flecha 5 a través de una primera tubería 6 situada en el lado de la impulsión hasta un primer intercambiador de calor 8 fijado en la parte frontal a la carrocería 7 del vehículo. Este primer intercambiador de calor está unido por intermedio de una segunda tubería 9 con un segundo intercambiador de calor 10 fijado a la carrocería 7 del vehículo y dispuesto, por ejemplo, en el cajón de climatización del vehículo. De acuerdo con el modo de funcionamiento, la expansión del fluido de servicio tiene lugar en esta segunda tubería 9, expansión para la cual está prevista, de acuerdo con la tecnología aplicada hasta ahora, una válvula de expansión 11. Una tercera tubería 12 lleva el fluido de servicio en el lado de la aspiración del compresor 3.

En modo de calentamiento, es decir, después de la conmutación de la válvula 4, el compresor 3 transporta el fluido de servicio en el sentido de la flecha 14 por intermedio de una cuarta tubería 15 directamente hacia un intercambiador de calor 10 que está fijado a la carrocería 7 y que puede ser idéntico al intercambiador de calor 10 que ha sido citado anteriormente. De acuerdo con el modo de funcionamiento, en esta cuarta tubería 15 tiene lugar una expansión del fluido de servicio, de modo que en el diagrama de entalpía/presión, se obtiene un diagrama de funcionamiento en forma de triángulo de acuerdo con el procedimiento denominado triangular. De acuerdo con la tecnología utilizada hasta ahora, se utiliza para esto una válvula de expansión suplementaria 16.

Para evitar que las vibraciones del motor de pistones alternativos 2, así como las del compresor de pistones alternativos 3, que, por ejemplo, funciona de acuerdo con el principio del plato oscilante, y los impulsos de presión del fluido de servicio de la instalación de climatización, se propaguen por intermedio de la primera, de la tercera y de la cuarta tuberías 6, 12 y 15 a los intercambiadores de calor 8 y 10 y, así, a la carrocería 7 del vehículo y, por consiguiente, hasta el habitáculo del vehículo, en las tuberías 6, 12, 15 de las soluciones de climatización conocidas 1, se utiliza, respectivamente, de acuerdo con la representación de la figura 2, un tubo de goma armado con fibras 17 y 18, el cual está unido de manera estanca por intermedio de manguitos de tubo montados a presión 19 a 22 a las zonas de la trayectoria 23 a 26 que, por otra parte, son metálicas. En sus extremidades, estas tuberías 6, 12 están empalmadas de manera desmontable, respectivamente, por intermedio de elementos adaptadores de tuberías 27 a 30, por una parte, al compresor 3 y, por otra, a uno de los intercambiadores de calor 8, 10.

Dado que uno de los adaptadores de empalme 29 situado en el lado del compresor no es accesible después del montaje del motor 2 en el compartimiento del motor 31 del vehículo, un tramo corto de tubo 32 conduce a una posición apropiada para el montaje donde está previsto otro adaptador de tubería desmontable 33. Por el contrario, la sección de tubería 6 que está situada en el lado de la impulsión, debido a la flexibilidad del tubo de goma 17, puede ser plegada lateralmente hacia una posición de liberación para permitir el montaje o el desmontaje del motor 2.

La figura 3 muestra tuberías 6'. 12', preferentemente de un sistema de conductos que contienen CO_{2}, que se extienden entre el compresor 3 y un intercambiador de calor 8, 10, que son realizadas de acuerdo con la invención y que, por consiguiente, están constituidas completamente de metal, por ejemplo una aleación de aluminio. Su diámetro exterior relativamente pequeño, de menos de 13 mm, en el lado de la aspiración 12' y de menos de 11 mm en el lado de la impulsión 6' conduce, a pesar de una gran resistencia a la presión de ensayo de, por ejemplo, 500 bares, en relación con, al menos, una curvatura de los tubos 35, 36, a una flexibilidad suficiente en la trayectoria de la tubería 6', 12' para impedir la transmisión de vibraciones desde el motor 2 hasta la carrocería 7 del vehículo. Estas curvaturas de los tubos 35, 36 están previstas, preferentemente, como curvaturas de amortiguamiento, y esto además de, al menos, una curvatura de tubería 37 a 40 que es impuesta por la geometría de montaje del sistema de conductos.

Para facilitar los trabajos dentro del compartimiento del motor 31 del vehículo, incluido el montaje y el desmontaje del motor 2, en cada una de las trayectorias de las tuberías 6', 12' está previsto, con un espacio importante con respecto a los elementos adaptadores de tuberías situados en las extremidades 42 a 45, respectivamente, un adaptador de tubería suplementario fácil de desolidarizar 46 y 47, los cuales están realizados, también, completamente de metal y, así, de manera estanca a la difusión, y esto incluidos sus anillos de estanqueidad, que no están representados.

La representación de la figura 4 muestra, una al lado de otra, por una parte, una realización de acuerdo con la invención de la segunda tubería 9' y, por otra, su realización 9 de acuerdo con el estado de la técnica. Dado que en esta segunda tubería 9, que está unida, respectivamente, a uno de los intercambiadores de calor 8, 10 por intermedio de adaptadores 48', 49' o 48, 49 situados en el lado de las extremidades, debe tener lugar la expansión del fluido de servicio de la instalación de climatización 1, está prevista aquí una válvula de expansión 50 de acuerdo con el estado de la técnica. Además, en esta segunda tubería 9 está montada, igualmente, un tubo de goma 51, que, por su flexibilidad, debe facilitar su colocación dentro del compartimiento del motor 31 del vehículo e, igualmente, debe contribuir al amortiguamiento de vibraciones.

Sobre la base de un modo de realización preferido de la invención, esta segunda tubería 9', en la cual el principio de funcionamiento prevé un estrangulamiento del flujo del fluido de servicio de la climatización, se realiza como tubería delgada 9' con un diámetro interior pequeño, a la manera de un tubo capilar, que es apropiado para asegurar un estrangulamiento del flujo del fluido de servicio, de modo que una válvula de expansión 50 resulta superflua. El diámetro exterior de esta tubería 9' que sirve para el estrangulamiento, puede ser, así, netamente más pequeño que el de la primera y de la segunda tubería 6 y 12 y/o 6' y 12' y, por ejemplo, puede situarse en la gama de 2 mm a 4 mm. Esta tubería 9' es, por consiguiente, particularmente flexible y puede ser montada fácilmente dentro del compartimiento del motor 31 del vehículo, ahorrando al mimo tiempo espacio. Lo mismo es válido también, para una tubería 15 que sirve para la calefacción de una instalación de climatización 1 que incluye CO_{2}, y esto por el hecho de que la válvula de expansión 16 que es habitual en este lugar, puede ser reemplazada, de acuerdo con la invención, por una tubería fina completamente de metal 15', que tiene un diámetro interior pequeño, a la manera de un tubo capilar.

Para evitar la transmisión de vibraciones que provienen de impulsos de presión en el flujo de fluido de servicio de la instalación de climatización 1, es posible, por otra parte, prever un volumen suplementario en las tuberías completamente de metal situadas en el lado de la impulsión 6', 15' o en un tubería existente eventualmente entre el compresor 3 y la válvula de conmutación 4. Un volumen suplementario de este tipo puede realizarse por un diámetro de tubo agrandado que se extiende en una longitud parcial determinada o por un componente separado denominado elemento de amortiguamiento 52 que se inserta en las tuberías y/o en los tubos. Sin embargo, un volumen suplementario de este tipo puede estar, también, integrado en el compresor 3.

Para evitar que un tubo fino 9' y 15' que tiene un diámetro interior pequeño, a la manera de un tubo capilar, y que actúa como válvula de expansión 11, 16, se obstruya por impurezas contenidas en el flujo de fluido de servicio, en el sistema de conductos correspondiente está previsto, preferentemente, un filtro 53, que, por ejemplo, forma una sola unidad de concepción con el elemento de amortiguamiento 52. Además, el filtro 53, de manera no representada, puede estar combinado con un homogeneizador, de modo que las burbujas de gas que tengan un tamaño importante, que es desfavorable, en el flujo de fluido de servicio, se repartan de modo homogéneo.

Claims (10)

1. Vehículo automóvil equipado con una climatización (1), cuyo sistema de conductos (6, 12, 15) une un compresor (3) fijado al motor (2) del vehículo, al menos, a un intercambiador de calor (8, 10) fijado a la carrocería (7) de vehículo, en el cual el sistema de conductos (6, 9, 12, 15) que se extiende en el compartimiento del motor (31) del vehículo presenta, al menos, una curvatura de tubería (37 - 40) condicionada por la geometría de montaje en el compartimiento del vehículo, en el cual, al menos, una parte de las tuberías (6, 9, 12, 15) del sistema de conductos se compone de material metálico y en el cual están previstos medios de amortiguamiento de las vibraciones para evitar la transmisión de vibraciones del compresor (3) a la carrocería (7) del vehículo, caracterizado porque, al menos, una tubería (6', 12', 15'), que, por una parte, está empalmada al compresor (3) y, por otra, a un intercambiador de calor (8, 10) fijado a la carrocería (7) del vehículo, está constituida en su integridad, incluidos los adaptadores de tubería (42 - 45), de material metálico y presenta un diámetro exterior inferior a 13 mm.

2. Vehículo automóvil de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque, al menos, en una tubería (6', 12', 15') que se compone en su integridad de metal, está previsto, además de, al menos, una curvatura de tubería (37 - 40) condicionada por su geometría de montaje dentro del compartimiento del motor, al menos, un curvatura de amortiguamiento (35, 36).

3. Vehículo automóvil de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque una tubería (9'. 15'), en la cual, de acuerdo con el principio de funcionamiento, se prevé un estrangulamiento del flujo del fluido de servicio de la climatización (1), está realizada en forma de tubería delgada (9', 15') con un diámetro interior pequeño, a la manera de un tubo capilar, que está destinada a asegurar el estrangulamiento, del flujo.

4. Vehículo automóvil de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el fluido de servicio de la climatización es CO_{2}, y porque el diámetro exterior de sus tuberías en relación con el compresor (3) es inferior a 11 mm en el lado de la impulsión e inferior a 13 mm en el lado de la aspiración.

5. Vehículo automóvil de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque una zona del sistema de conductos CO_{2} de la climatización (1), en la cual, de acuerdo con el principio de funcionamiento, se prevé un estrangulamiento del flujo del fluido de servicio, que es CO_{2}, está realizada en forma de tubería delgada (9', 15') con un diámetro interior, a la manera de un tubo capilar, de menos de 2 mm y con un diámetro exterior situado en la gama de 2 mm a 4 mm.

6. Vehículo automóvil de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado porque en el sistema de conductos, en dirección del flujo, está colocado un filtro (53) antes de la tubería (9', 15') con un diámetro interior a la manera de un tubo capilar.

7. Vehículo automóvil de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque, al menos, una tubería (6', 12') completamente de metal del sistema de conductos comprende un adaptador de tubería suplementario (46, 47) dispuesto con un espaciamiento con respecto a sus adaptadores de empalme (42 - 45) al compresor (3) y al intercambiador de calor (8, 10).

8. Vehículo automóvil de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque, en una tubería (6') del sistema de conductos de la climatización (1) que conduce en el lado de la impulsión del compresor (3) hasta un intercambiador de calor (8), está previsto un agrandamiento de la sección (52) que está destinado a amortiguar los impulsos de presión del flujo del fluido de servicio.

9. Vehículo automóvil de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado porque el agrandamiento de la sección del sistema de conductos destinado a amortiguar los impulsos de presión está previsto en una tubería, en forma de agrandamiento de tubo (52) a la manera de un manguito.

10. Vehículo automóvil de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque las tuberías (6, 12, 15) del sistema de conductos de la climatización (1), incluidos los adaptadores de tubería (42 - 49) y los elementos de estanqueidad de estos, están realizadas de metal estanco a la difusión.