ES2587598T3 - Sistema de refrigeración regulable para un vehículo automóvil, bomba de refrigerante para el mismo, rueda de paletas que puede usarse en la bomba de refrigerante así como procedimiento para regular un flujo de refrigerante en un sistema de refrigeración de este tipo - Google Patents
Sistema de refrigeración regulable para un vehículo automóvil, bomba de refrigerante para el mismo, rueda de paletas que puede usarse en la bomba de refrigerante así como procedimiento para regular un flujo de refrigerante en un sistema de refrigeración de este tipo Download PDFInfo
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Abstract
Sistema (1) de refrigeración regulable para un vehículo automóvil, que presenta: un circuito de refrigerante para alimentar y evacuar refrigerante a y de un motor de combustión del vehículo; una bomba (3) de refrigerante principal regulable, accionada mecánicamente, que presenta una alimentación (17) para alimentar el refrigerante a la bomba (3) de refrigerante principal así como una evacuación (15) para evacuar el refrigerante hacia el motor de combustión, y una bomba (5) de refrigerante secundaria regulable, accionada eléctricamente, que presenta una alimentación (9) para alimentar el refrigerante a la bomba (5) de refrigerante secundaria así como una evacuación (11) para evacuar un refrigerante transportado como corriente de refrigerante de derivación en dirección a la bomba (3) de refrigerante principal, estando dispuesta la bomba (5) de refrigerante secundaria ramificándose desde un conducto (13) de refrigerante que conduce, en la dirección de la corriente del refrigerante, hacia la bomba (3) de refrigerante principal, en la dirección de la corriente aguas arriba de la bomba (3) de refrigerante principal, alimentándose el refrigerante transportado por medio de la bomba (5) de refrigerante secundaria, aguas abajo de la bomba (3) de refrigerante principal, sin atravesar la bomba (3) de refrigerante principal, a la evacuación (15) que conduce al motor de combustión, presentando la bomba (5) de refrigerante secundaria una carcasa (51) de bomba con una cámara (53) de bomba formada en su interior, estando dispuesto en una sección de la carcasa (51) de bomba un electromotor (7) que, por medio de un árbol (21) de accionamiento que se adentra en la cámara (53) de bomba, proporciona una potencia de accionamiento para la bomba (5) de refrigerante secundaria, presentando la bomba (5) de refrigerante secundaria en la cámara (53) de bomba una rueda (25) de paletas que sirve como elemento de transporte y que está dispuesta coaxialmente sobre el árbol (21) de accionamiento y unida de manera accionable con el mismo, y presentando la bomba (5) de refrigerante secundaria una corredera (31) reguladora configurada en la rueda (25) de paletas, que puede desplazarse al menos a una posición abierta y cerrada, para la regulación de la corriente de refrigerante de derivación transportada por la bomba (5) de refrigerante secundaria, en particular para evitar una corriente de retorno del refrigerante en contra de la dirección de transporte de la bomba (5) de refrigerante secundaria.
Description
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sistema de refrigeracion regulable para un vehiculo automovil. bomba de refrigerante para el mismo. rueda de paletas que puede usarse en la bomba de refrigerante asi como procedimiento para regular un flujo de refrigerante en un
sistema de refrigeracion de este tipo
descripcion
Campo de la invencion
La presente invencion se refiere a un sistema de refrigeracion regulable para un vehuculo automovil segun la reivindicacion 1, a una bomba de refrigerante regulable adecuada para el mismo, accionada electricamente, segun la reivindicacion 6, a una rueda de paletas utilizable en la bomba de refrigerante segun la reivindicacion 16 asf como a un procedimiento para regular un flujo de refrigerante en un sistema de refrigeracion de este tipo segun la reivindicacion 22.
Estado de la tecnica
En vehuculos automoviles, para hacer circular refrigerante en un circuito de refrigerante entre el radiador del vehuculo y el motor de combustion, se utilizan por regla general bombas de refrigerante accionadas mecanicamente. Tales bombas de refrigerante configuradas como bombas axiales o radiales estan dispuestas, a este respecto, entre el radiador del vehuculo y el motor de combustion.
Las bombas de refrigerante se accionan a este respecto a traves de un accionamiento de correa mediante la potencia de accionamiento del motor de combustion. Ejemplos de tales bombas se comentan en los documentos DE 10 2005 004 315 B4 y DE 10 2005 062 200 B3 del mismo solicitante.
Debido a la creciente escasez de combustibles fosiles, el desarrollo actual en el sector de los vehuculos automoviles esta orientado a vehfculos cada vez mas eficientes en cuanto al consumo de combustible y con ahorro de energfa. Para ello se usan, por ejemplo, sistemas de arranque-detencion, que preferentemente desconectan un motor de combustion en el vehuculo, por ejemplo en caso de parada en un semaforo en rojo, un paso a nivel, etc. En cuanto termina la situacion de detencion, por ejemplo el semaforo cambia a verde y el conductor del vehfculo acciona el pedal acelerador, el motor de combustion se arranca de nuevo.
Debido a la desconexion, condicionada por el sistema, del motor de combustion en este tipo de sistemas de arranque-detencion en vehuculos automoviles modernos se detiene sin embargo tambien el funcionamiento de la bomba de refrigerante. En particular, debido a la parada del motor de combustion, a traves del accionamiento de correa ya no se transmite potencia de accionamiento alguna a la bomba de refrigerante, de modo que su funcionamiento queda suspendido, por lo que el refrigerante ya no puede hacerse circular en el circuito de refrigerante.
Esto puede conducir, en particular en caso de altas temperaturas exteriores o en caso de una temperatura de motor o de refrigerante ya alta correspondientemente, a que la temperatura suba mas alla de una medida permitida.
Para que el refrigerante, tambien en vehuculos con sistemas de arranque-detencion, siga circulando en el circuito de refrigerante cuando el motor de combustion no funciona, sena concebible en principio sustituir las bombas de refrigerante utilizadas convencionalmente, accionadas mecanicamente, por bombas de refrigerante accionadas electricamente.
Una disposicion con una bomba de refrigerante accionada electricamente y una accionada mecanicamente se muestra en el documento DE 100 37 823 Al.
No obstante, las bombas de refrigerante electricas muestran la desventaja de que tienen que dimensionarse suficientemente grandes para producir la potencia de refrigerante. Tales bombas de refrigerante accionadas electricamente, dimensionadas grandes, requieren entonces una alimentacion de corriente electrica correspondiente de la red de a bordo del vehuculo automovil.
Puesto que esta, en determinadas circunstancias, tiene que capturarse a traves del generador electrico, que tiene que generar correspondiente mas potencia para mantener las batenas presentes en el vehiculo en un valor de carga mmimo, asf como para suministrar suficientemente la red de a bordo, el uso de bombas electricas como bombas de refrigerante para vehuculos automoviles no se ha impuesto hasta ahora.
Para crear, aun as^ una posibilidad de garantizar en sistemas de arranque-detencion modernos un flujo de refrigerante suficiente, recientemente se ha tratado de proporcionar, mediante la combinacion de accionamientos electricos y mecanicos, una bomba de refrigerante adaptada.
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Un ejemplo de una bomba de refrigerante de este tipo, denominada bomba de refrigerante tnbrida, se da a conocer en la revista MTZ, numero 11, 2010. La bomba de refrigerante tnbrida comentada alK se acciona, como accionamiento principal, por un accionamiento de correa a traves de la potencia de accionamiento del motor de combustion. Adicionalmente, esta bomba comprende, en su carcasa de bomba, un electromotor sin escobillas, que puede conectarse adicionalmente mediante un control correspondiente a traves de embragues al arbol de accionamiento, y a este respecto o bien intensifica la fuerza de accionamiento del accionamiento de correa, o bien, en el estado de arranque-detencion con el motor de combustion desconectado, asume la circulacion unicamente del refrigerante.
La bomba de refrigerante tnbrida dada a conocer en la revista MTZ, numero 11, 2010, no es adecuada sin embargo, a este respecto, para dar servicio de manera satisfactoria a todos los estados operativos del motor de combustion.
En particular, con la bomba de refrigerante comentada en la revista MTZ, numero 11, 2010, no es posible garantizar un ciclo de calentamiento rapido del motor de combustion mediante la interrupcion libre de flujo de fuga de la corriente de refrigerante. En tales bombas de refrigerante abiertas no puede generarse concretamente la denominada agua estancada. Mas bien siempre hay que establecer una cierta circulacion basica del refrigerante, de modo que no puede implementarse un funcionamiento de calentamiento acelerado.
El artfculo sobre la bomba de refrigerante tnbrida de la revista MTZ, numero 11, 2010, comenta ciertamente que tales bombas pueden conmutarse a un estado sin accionamiento, para de esta manera realizar una operacion de calentamiento acelerada en el motor de combustion.
No obstante, con la bomba de refrigerante tnbrida de este tipo constructivo no es posible evitar un flujo de retorno o flujo de fuga del refrigerante desde la bomba, con lo cual pueden aparecer circulaciones mmimas, que ralentizanan la operacion de calentamiento como tal.
Asimismo, con la bomba dada a conocer en la revista MTZ, numero 11, 2010, no es posible ajustar, en funcion de diferentes estados operativos de los motores de combustion, por ejemplo estado operativo al ralenti, funcionamiento de desaceleracion por inercia o similares, tasas de flujo de circulacion de refrigerante correspondientemente adecuadas, de modo que la temperatura de refrigerante pueda mantenerse para el respectivo estado operativo en un intervalo de temperatura de refrigerante ideal.
La bomba dada a conocer en la revista MTZ, numero 11, 2010, tambien muestra la desventaja de que, en caso de funcionamiento de la bomba a traves de la polea, y por tanto a traves del motor de combustion, el electromotor dispuesto en la carcasa de bomba actua como generador. La potencia electrica generada tiene que evacuarse por tanto correspondientemente de la bomba y alimentarse a la red de a bordo. Para evitar la actuacion como generador de la bomba electrica es necesario, alternativamente, aislarla del arbol, cuando no se requiere el funcionamiento de la bomba electrica.
De este modo, la construccion de una bomba tnbrida de este tipo se vuelve aun mas compleja, con lo cual los costes para el sistema suben mas alia de lo economicamente razonable. Tambien la eficiencia alcanzable con una bomba de este tipo es mas bien baja en comparacion con los sistemas convencionales.
Sumario de la invencion
Partiendo de las desventajas del estado de la tecnica descrito anteriormente, el objetivo de la presente invencion es crear un sistema de refrigeracion que muestre una construccion sencilla, y con el que se garantice de manera sencilla una corriente de refrigerante en un circuito de refrigerante de un motor de combustion tambien cuando el motor de combustion esta sin accionamiento. La presente invencion creara ademas un sistema de refrigeracion por medio del cual, en funcion de los diversos estados operativos del motor de combustion, pueden lograrse diferentes efectos de refrigeracion.
Este objetivo se soluciona con el sistema de refrigeracion segun la reivindicacion 1.
Segun la invencion se propone a este respecto un sistema de refrigeracion regulable para un vetnculo automovil, que presenta un circuito de refrigerante para alimentar y evacuar refrigerante a y de un motor de combustion del vetnculo. En este sistema de refrigeracion estan dispuestas una bomba de refrigerante principal regulable, accionada mecanicamente, que presenta una alimentacion para alimentar el refrigerante a la bomba de refrigerante principal asf como una evacuacion para evacuar el refrigerante hacia el motor de combustion, asf como una bomba de refrigerante secundaria regulable, accionada electricamente, que presenta una alimentacion para alimentar el refrigerante a la bomba de refrigerante secundaria asf como una evacuacion para evacuar un refrigerante transportado como corriente de refrigerante de derivacion en direccion a la bomba de refrigerante principal, estando dispuesta la bomba de refrigerante secundaria, ramificada desde un conducto de refrigerante que conduce en la direccion de la corriente del refrigerante hacia la bomba de refrigerante principal, en la direccion de la corriente, aguas arriba de la bomba de refrigerante principal. El refrigerante transportado por medio de la bomba de refrigerante secundaria se alimenta, aguas abajo de la bomba de refrigerante principal, sin atravesar la bomba de
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refrigerante principal, a la evacuacion que conduce hacia el motor de combustion. La bomba de refrigerante secundaria presenta ademas una carcasa de bomba con una camara de bomba formada en su interior, estando dispuesto en una seccion de la carcasa de bomba un electromotor, que por medio de un arbol de accionamiento que se adentra en la camara de bomba proporciona una potencia de accionamiento para la bomba de refrigerante secundaria. Una rueda de paletas que sirve como elemento de transporte esta dispuesta en la camara de bomba de la bomba de refrigerante secundaria, que esta dispuesta coaxialmente sobre el arbol de accionamiento y unida de manera accionable con el mismo, presentando la bomba de refrigerante secundaria una corredera reguladora configurada en la rueda de paletas, que puede desplazarse al menos a una posicion abierta y cerrada, para la regulacion de la corriente de refrigerante de derivacion transportada por la bomba de refrigerante secundaria, en particular para evitar la corriente de retorno del refrigerante en contra de la direccion de transporte de la bomba de refrigerante secundaria.
Por medio del sistema de refrigeracion segun la invencion pueden lograrse a este respecto las siguientes ventajas.
Mediante el uso paralelo de una bomba mecanica como bomba de refrigerante principal y una bomba electrica como bomba de refrigerante secundaria puede crearse de manera sorprendentemente sencilla y economica un sistema de refrigeracion que muestra una construccion sencilla, y con el que se garantiza de manera sencilla una corriente de refrigerante en un circuito de refrigerante de un motor de combustion tambien incluso cuando el motor de combustion esta sin accionamiento y por tanto no puede generar potencia de accionamiento alguna para la bomba de refrigerante principal accionada mecanicamente.
En este caso, de manera ventajosa, la bomba de refrigerante accionada mecanicamente, reconocida en la practica, se conserva en el sistema de refrigeracion, con lo cual durante el funcionamiento del sistema de refrigeracion con la bomba mecanica, dado el caso apoyada por la bomba electrica, pueden lograrse altos rendimientos. Los rendimientos que pueden lograrse con el sistema de refrigeracion segun la invencion se situan a este respecto significativamente mas altos de lo que es el caso en una bomba hforida de un arbol comentada anteriormente.
Por medio del sistema de refrigeracion segun la invencion, que presenta las dos bombas regulables comentadas, es posible ademas ventajosamente proporcionar la denominada agua estancada que, en particular en el arranque en frio del motor de combustion, posibilita un calentamiento rapido del motor de combustion, de modo que el vehfculo puede funcionar en el mmimo tiempo posible en un intervalo de temperatura-consumo de combustible optimo.
Mediante la activacion de la corredera en la bomba de refrigerante secundaria, en particular el desplazamiento de la corredera a su posicion cerrada, puede garantizarse a este respecto ventajosamente que, debido a una accion de bombeo ausente o desconectada, el refrigerante que retorna desde el motor de combustion en contra de la direccion de transporte de la bomba de refrigerante secundaria fluye en direccion al radiador del vetuculo.
Mediante el uso de la bomba de refrigerante principal regulable, accionada mecanicamente, ya conocida, y la disposicion adicional, paralela, de la bomba de refrigerante secundaria regulable, accionada electricamente, puede implementarse ademas un sistema de refrigeracion que garantiza, con costes de desarrollo y aplicacion apreciables, una potencia de refrigeracion fiable en disenos modernos de motor que ahorran combustible, por ejemplo con automatismo de arranque-detencion, desconexion de motor en el funcionamiento de navegacion o similares.
En este caso no es necesario implementar, ademas, mediante la configuracion integral de bomba de refrigerante accionada mecanicamente y accionada electricamente, tal como se comenta en la bomba hfbrida mencionada anteriormente dada a conocer en la revista MTZ, numero 11, 2010, nuevos sistemas de montaje y obturacion para los arboles de bomba hidraulica, cuya durabilidad a largo plazo y rentabilidad no se demuestra hasta despues de algunos anos.
Mas bien es posible, con el sistema de refrigeracion segun la invencion, recurrir a los sistemas de montaje y obturacion sobradamente comprobados en la practica, con lo cual puede garantizarse un funcionamiento fiable y rentable del sistema de refrigeracion.
Otras configuraciones del sistema de refrigeracion segun la invencion son objeto de las reivindicaciones dependientes.
Segun una forma de realizacion, la bomba de refrigerante principal presenta en este caso una carcasa de bomba con una camara de bomba formada en su interior, estando dispuesta en la camara de bomba una rueda de paletas que sirve como elemento de transporte, que se acciona a traves de un arbol que se adentra en la camara de bomba, que se acciona preferiblemente por un accionamiento de correa.
La bomba de refrigerante principal puede estar configurada, en este caso, segun una forma de realizacion bomba axial o radial.
Mediante el accionamiento de la bomba de refrigerante principal a traves de una polea unida con una polea del motor de combustion es posible ventajosamente accionar la bomba de refrigerante principal sin modulo de
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accionamiento adicional. Asimismo, el uso del acclonamlento de correa acclonado por el motor de combustion en marcha no conlleva casi perdidas por friccion, de modo que la bomba de refrigerante principal puede funcionar con un alto rendimiento.
Ademas, el uso del accionamiento de correa, que aprovecha la fuerza de accionamiento del motor de combustion, conlleva la ventaja de que incluso con un numero de revoluciones bajo del motor de combustion aun puede generarse un movimiento de rotacion de la rueda de paletas en la bomba de refrigerante principal, con lo cual esta garantiza incluso con un numero de revoluciones bajo una circulacion de refrigerante, con lo cual puede evitarse de manera fiable un sobrecalentamiento del motor.
La bomba de refrigerante principal presenta ademas, segun otra forma de realizacion, una corredera reguladora configurada en la rueda de paletas, dispuesta coaxialmente a la misma, que puede desplazarse al menos a una posicion abierta y cerrada, preferiblemente a lo largo de la rueda de paletas alojada en la camara de bomba, para la regulacion de la corriente de refrigerante transportada por la bomba de refrigerante principal.
Por medio de la corredera reguladora dispuesta segun la invencion en la bomba de refrigerante principal es posible a este respecto ventajosamente interrumpir voluntariamente la corriente de refrigerante, sin interrumpir a este respecto el funcionamiento de la bomba de refrigerante principal. Asf, la corredera puede desplazarse concretamente, por ejemplo para generar agua estancada durante el arranque en fno del motor de combustion, a su posicion cerrada, en la que abraza la rueda de paletas y evita la conduccion adicional del refrigerante transportado desde la derivacion, por lo que interrumpe la corriente de refrigerante transportada por la rueda de paletas.
La disposicion de una corredera de este tipo coaxialmente a la rueda de paletas simplifica ademas la construccion global de la bomba de refrigerante principal. Asf, no es necesario concretamente ningun dispositivo de rueda libre o similar para interrumpir la transmision de la potencia de accionamiento del motor de combustion al arbol de accionamiento de la bomba de refrigerante principal. Mas bien es posible, mediante el desplazamiento de la corredera reguladora a lo largo del arbol de accionamiento de la bomba de refrigerante principal, interrumpir la circulacion de refrigerante a traves de la bomba de refrigerante principal, sin anular en este caso la transmision de la potencia de accionamiento del motor de combustion al arbol de accionamiento de la bomba de refrigerante principal.
Segun una forma de realizacion, el electromotor de la bomba de refrigerante secundaria esta configurado como rotor seco o como rotor humedo.
El uso de un electromotor disenado como rotor seco para la bomba de refrigerante secundaria posibilita a este respecto ventajosamente un numero de revoluciones alto de la bomba de refrigerante secundaria con un tamano constructivo mmimo.
El uso alternativo de un electromotor disenado como rotor humedo para la bomba de refrigerante secundaria garantiza una refrigeracion relativamente sencilla para el electromotor, ya que para ello puede usarse el refrigerante presente en cualquier caso en el circuito de refrigeracion del vetuculo.
Mediante el uso de este tipo de electromotores es posible crear, ventajosamente, con un tamano constructivo reducido, una bomba de refrigerante secundaria disenada como bomba unitaria electrica, que permite altos numeros de revoluciones con costes de fabricacion reducidos.
El sistema de refrigeracion segun otra forma de realizacion presenta ademas un dispositivo de control, que controla la bomba de refrigerante principal y/o la bomba de refrigerante secundaria en funcion de estados operativos dados del motor de combustion.
Mediante el dispositivo de control previsto segun la invencion, que esta implementado por ejemplo como modulo de software en el aparato de control del vehfculo o esta configurado como unidad de control autonoma, es posible, ventajosamente, activar la bomba de refrigerante principal y/o la bomba de refrigerante secundaria en paralelo o independientemente una de otra, para de esta manera establecer siempre un flujo de refrigerante deseado en el circuito de refrigeracion.
En particular es posible, a este respecto, activar la bomba de refrigerante principal y/o la bomba de refrigerante secundaria de tal manera que, en el funcionamiento de calentamiento durante el arranque en fno del motor de combustion, esten reguladas de modo que no se haga circular nada de refrigerante. En cuanto el motor de combustion alcanza su temperatura operativa, las bombas pueden regularse en paralelo o por separado una de otra, para controlar el flujo de refrigerante mediante el respectivo desplazamiento de la corredera reguladora dispuesta en la respectiva camara de bomba.
Por medio de este control es posible a este respecto, ventajosamente, en funcion de determinados estados operativos del motor de combustion, por ejemplo si este se encuentra al ralentf, o del vehfculo, por ejemplo durante circulacion por ciudad, controlar activamente la temperatura de refrigerante usando diagramas caractensticos, de modo que la temperatura de refrigerante pueda mantenerse en un intervalo en el que pueda implementarse un
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aprovechamiento optimo de combustible, y por tanto un funcionamiento de ahorro y rentable del vetuculo.
Otro aspecto de la presente invencion es ofrecer una bomba de refrigerante accionada electricamente, adecuada para un sistema de refrigeracion de este tipo.
Las ventajas que pueden lograrse con el sistema de refrigeracion comentado anteriormente pueden lograrse de manera analoga tambien con la bomba de refrigerante electrica, segun la invencion, comentada a continuacion, de modo que se prescinde de una nueva enumeracion de estas ventajas.
Una bomba de refrigerante accionada electricamente segun una forma de realizacion de la invencion, adecuada en particular para su uso en un sistema de refrigeracion comentado anteriormente, esta configurada a este respecto como bomba axial o como bomba radial. La bomba de refrigerante accionada electricamente presenta: una carcasa de bomba; una alimentacion, preferiblemente a modo de brida, y una evacuacion, preferiblemente a modo de brida; una camara de bomba configurada en la carcasa de bomba, estando dispuesta en la camara de bomba sobre un arbol de bomba una rueda de bomba, que puede accionarse por medio del arbol de bomba por un electromotor, y una corredera, que puede desplazarse al menos a una posicion abierta y cerrada, para regular una corriente de refrigerante de derivacion transportada por la bomba de refrigerante. La bomba accionada electricamente segun la invencion puede activarse a este respecto de tal manera que, en la posicion cerrada de la corredera reguladora, puede evitarse una corriente de retorno del refrigerante desde el motor de combustion en contra de la direccion de transporte de la bomba de refrigerante secundaria.
Mediante la activacion de la corredera en la bomba accionada electricamente de tal manera que la corredera pase a su posicion cerrada, puede garantizarse a este respecto ventajosamente que, debido a una accion de bombeo ausente o desconectada, el refrigerante que retorna desde el motor de combustion en contra de la direccion de transporte de la bomba de refrigerante fluye en direccion al radiador del vetuculo.
En el caso de la conexion en paralelo de dos bombas ha de observarse que los trayectos de corriente paralelos tambien constituyen trayectos de derivacion. El medio que ha de transportarse fluye a este respecto siempre en direccion a la presion mas baja.
Puesto que la bomba de refrigerante principal acumula en el funcionamiento en marcha una presion de transporte claramente superior, puede garantizarse mediante el desplazamiento de la corredera reguladora de la bomba de refrigerante secundaria a su posicion cerrada que, con la bomba principal activa, se impide una corriente de retorno desde el lado de presion de la bomba principal a traves de la bomba secundaria hasta el lado de aspiracion.
Segun una forma de realizacion, la bomba de refrigerante electrica esta configurada como bomba radial, en la que, con la alimentacion, que se extiende de manera esencialmente conica, el refrigerante que ha de transportarse, ramificado desde un conducto de refrigerante, puede introducirse en la camara de bomba configurada en la carcasa de bomba, y con la evacuacion, dispuesta de manera esencialmente radial en angulo recto con respecto a la lmea de alimentacion, el refrigerante introducido en la camara de bomba puede evacuarse de la camara de bomba.
La rueda de bomba dispuesta en la camara de bomba, configurada como rueda de paletas de bomba radial, aspira el refrigerante mediante un movimiento de rotacion en direccion axial y lo transporta en direccion radial a la evacuacion. La corredera esta configurada como una corredera reguladora dispuesta coaxialmente al arbol de bomba en la rueda de paletas; y el electromotor esta dispuesto, preferiblemente, en una seccion de la carcasa de bomba orientada en sentido opuesto a la alimentacion; presentando el electromotor un arbol de accionamiento, que se adentra en la camara de bomba, estando dispuestas la rueda de paletas y la corredera reguladora coaxialmente sobre el arbol de accionamiento, y sujetandose preferiblemente por medio de elementos de sujecion por arrastre de forma sobre el arbol de accionamiento, y estando configurada la corredera reguladora de manera cilmdrica rodeando la rueda de paletas y pudiendo desplazarse en la direccion axial de la rueda de paletas a una posicion abierta y cerrada.
Segun una forma de realizacion, la corredera reguladora esta unida con la rueda de paletas de tal manera que las paletas de la rueda de paletas penetran en la corredera reguladora.
De esta manera es posible reducir notablemente el espacio constructivo necesario para la bomba de refrigerante electrica, ya que el modulo constituido por la rueda de paletas y la corredera reguladora esta configurado de manera compacta.
Segun una forma de realizacion, el electromotor esta configurado como rotor seco y obturado por medio de una junta de obturacion de arbol dispuesta en el arbol de accionamiento frente a la camara de bomba. En una forma de realizacion alternativa, el electromotor esta configurado como rotor humedo y se refrigera por medio del refrigerante transportado por la bomba de refrigerante.
Segun una forma de realizacion, la corredera reguladora se desplaza a traves de al menos un elemento de ajuste previsto en la carcasa de bomba a su posicion abierta y/o cerrada. Este elemento de ajuste puede estar configurado
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a este respecto como una corredera accionada de manera neumatica, magnetica y/o hidraulica o como un servomotor electrico.
El elemento de ajuste puede estar dispuesto en una forma de realizacion a modo de ejemplo en una zona frontal del arbol de accionamiento y engranar en una seccion configurada en el lado delantero de la corredera reguladora, conformada a modo de camara, para desplazar la corredera reguladora en relacion con la rueda de paletas a su posicion abierta y cerrada.
Alternativa o adicionalmente, el elemento de ajuste tambien puede estar dispuesto entre la rueda de paletas y la corredera reguladora. Por ejemplo, el elemento de ajuste es una palanca basculante que une la rueda de paletas con la corredera reguladora, que puede moverse de manera hidraulica, neumatica o magnetica desde su posicion de reposo apoyada en la rueda de paletas (la posicion abierta de la corredera reguladora) a una posicion alejada de la rueda de paletas (la posicion cerrada de la corredera reguladora).
El elemento de ajuste tambien puede estar configurado en la pared de la carcasa de bomba, por ejemplo en entalladuras o camaras previstas para el mismo.
Segun otra forma de realizacion, la corredera reguladora presenta una seccion que rodea el arbol de accionamiento, orientada hacia la alimentacion, conformada a modo de camara, en cuyo penmetro interior esta configurada una seccion de rosca, estando configurada en una seccion del arbol de accionamiento de la bomba de refrigerante electrica, orientada en sentido opuesto al electromotor, una seccion de rosca que es complementaria a la seccion de rosca de la corredera reguladora. La corredera reguladora puede desplazarse a este respecto segun la invencion, mediante un engranaje mutuo de las secciones de rosca la una en la otra, a lo largo del arbol de accionamiento.
Mediante la disposicion de las secciones de rosca configuradas de manera complementaria puede evitarse de manera ventajosa un accionamiento adicional para la corredera reguladora en la bomba de refrigerante electrica, con lo cual pueden simplificarse adicionalmente los costes asf como la construccion y al mismo tiempo puede reducirse el espacio constructivo necesario para la bomba.
Segun otra forma de realizacion, la corredera reguladora esta configurada de tal manera que sigue el contorno del lado delantero de la rueda de paletas y, en su extremo exterior, presenta un elemento de cierre radialmente circundante dispuesto en la misma, estando dispuesto en un extremo del elemento de cierre, orientado en sentido opuesto al electromotor, un primer elemento de obturacion dispuesto radialmente fuera de la corredera reguladora.
Segun otra forma de realizacion de la bomba de refrigerante electrica, en la camara de bomba esta configurado un alojamiento, en el que puede introducirse el elemento de cierre de la corredera reguladora en su posicion abierta.
Mediante la configuracion de este alojamiento puede reducirse adicionalmente el tamano constructivo de la bomba de refrigerante ventajosamente, ya que no tiene que crearse ningun espacio adicional para el elemento de cierre de la corredera reguladora en el interior de la camara de bomba.
Segun una forma de realizacion de la bomba de refrigerante, en un extremo de la rueda de paletas radialmente exterior, orientado hacia el electromotor, esta dispuesto un segundo elemento de obturacion dispuesto radialmente dentro de la corredera reguladora. El diametro del primer elemento de obturacion puede estar configurado a este respecto, segun una forma de realizacion preferida, mayor que el diametro del segundo elemento de obturacion.
Segun una forma de realizacion, a este respecto la evacuacion de la bomba electrica puede cerrarse de manera estanca por medio de la corredera reguladora en su posicion cerrada a traves del elemento de cierre, el primer elemento de obturacion y el segundo elemento de obturacion.
Mediante la configuracion de la corredera reguladora de tal manera que esta sigue el contorno del lado delantero de la rueda de paletas, el modulo constituido por rueda de paletas y corredera reguladora puede configurarse compacto. La prevision del elemento de obturacion en la corredera reguladora y en la rueda de paletas permite ademas de manera ventajosa una obturacion segura de la evacuacion de la bomba electrica en la posicion cerrada de la corredera reguladora, apoyandose al mismo tiempo el elemento de cierre de la corredera reguladora en su posicion cerrada contra la rueda de paletas, de modo que una contrapresion posiblemente generada por el refrigerante no puede levantar o mover la corredera reguladora de ese modo de tal manera que se genere un flujo de fuga en la bomba de refrigerante.
En otra forma de realizacion de la bomba de refrigerante segun la invencion esta previsto ademas un elemento de freno, por medio del cual la rueda de paletas puede fijarse contra una pared interna de la carcasa de bomba.
El elemento de freno esta configurado a este respecto segun una forma de realizacion en la rueda de paletas, y esta constituido preferiblemente por un resorte de freno pretensado o disco de freno en forma de platillo, que presenta engrosamientos, preferiblemente en sus extremos radialmente externos, que terminan esencialmente en forma de cuna en direccion radial hacia dentro, pudiendo ponerse el elemento de freno preferiblemente por medio de los
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engrosamientos, en enganche de friccion con la pared interna de la carcasa de bomba contlgua al electromotor, para fijar la rueda de paletas contra la carcasa de bomba.
Segun otra forma de realizacion, el elemento de freno, en particular con sus engrosamientos, esta configurado de tal manera que, con una velocidad de rotacion de la rueda de paletas creciente, provocada por el arbol de accionamiento del electromotor, se separa de la pared interna de la carcasa de bomba, para liberar la rueda de paletas.
Por medio de esta disposieion es posible, de manera ventajosamente sencilla, fijar la rueda de paletas contra la pared de la camara de bomba, con lo cual al girar el arbol de accionamiento solo puede desplazarse la corredera reguladora a su posicion abierta o cerrada.
Si la corredera reguladora se pone en su posicion totalmente abierta, se provoca un arrastre de fuerza entre la rueda de paletas que se asienta sobre el arbol de accionamiento y la corredera reguladora, de modo que la rotacion del arbol de accionamiento se transmite a la rueda de paletas. Con una velocidad de rotacion creciente del arbol de accionamiento se separa, debido a la inercia, el elemento de freno de la pared de la camara de bomba y libera el giro de la rueda de paletas. Por tanto puede implementarse ventajosamente un desplazamiento fiable de la corredera reguladora a lo largo del arbol de accionamiento, sin que a este respecto la rueda de paletas se gire al mismo tiempo.
Asimismo puede conseguirse de manera ventajosa una especie de funcionamiento de puesta en marcha, cuando la corredera reguladora y la rueda de paletas estan engranadas entre sf y la rotacion del arbol de accionamiento se transmite por el arrastre de fuerza entre la rueda de paletas y la corredera reguladora a la rueda de paletas. De esta manera puede implementarse una puesta en marcha suave de la potencia de bomba de la bomba de refrigerante eleetriea.
La invencion crea ademas una rueda libre de paletas adecuada asf como un procedimiento para regular una corriente de refrigerante en un sistema de refrigeracion segun la invencion.
Las ventajas comentadas anteriormente son validas a este respecto de manera analoga tambien para la rueda de paletas segun la invencion asf como para el procedimiento para regular la corriente de refrigerante en un sistema de refrigeracion.
Segun una forma de realizacion, la rueda de paletas presenta a este respecto: una pluralidad de paletas, preferiblemente tfpicas de bombas radiales, configuradas sobre la superficie de rueda de paletas orientada hacia una alimentaeion de refrigerante; una escotadura para el alojamiento de un arbol de accionamiento; una corredera reguladora unida con la rueda de paletas; asf como un elemento de freno dispuesto en la rueda de paletas.
La rueda de paletas segun la invencion puede usarse a este respecto ventajosamente para su uso en una bomba de refrigerante segun la invencion, comentada anteriormente, asf como un sistema de refrigeracion correspondiente, que presenta esta bomba de refrigerante.
En una forma de realizacion de la rueda de paletas, la corredera reguladora presenta en su extremo delantero un primer elemento de obturacion dispuesto radialmente fuera, presentando la rueda de paletas en su extremo radialmente exterior un segundo elemento de obturacion dispuesto radialmente dentro de la corredera reguladora.
La corredera reguladora esta configurada, segun otra forma de realizacion, de manera solidaria con la rueda de paletas de tal manera que las paletas de la rueda de paletas penetran en la corredera reguladora en direeeion axial.
En otra forma de realizacion de la rueda de paletas segun la invencion, el elemento de freno esta configurado en una superficie de lado trasero de la rueda de paletas.
Segun la forma de realizacion segun la invencion, el elemento de freno consiste en un resorte de freno pretensado o disco de freno en forma de platillo, que puede ponerse en enganche de friccion con una superficie enfrentada a la superficie de lado trasero de la rueda de paletas, para fijar la rueda de paletas contra esta superficie.
Segun otra forma de realizacion, el elemento de freno esta configurado de tal manera que su aeeion de frenado disminuye con una velocidad de rotacion creciente de la rueda de paletas, aproximandose a la superficie de lado trasero de la rueda de paletas, para liberar la rueda de paletas.
En otra forma de realizacion de la rueda de paletas segun la invencion, la corredera reguladora esta configurada de tal manera que sigue el contorno de la rueda de paletas y presenta en su extremo exterior un elemento de cierre radialmente circundante.
Segun una forma de realizacion, la corredera reguladora presenta a este respecto en su zona frontal una seccion hueca, configurada a modo de camara, en cuya pared perimetral interior esta configurada una seccion de rosea.
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Una procedimiento segun la invencion para regular un flujo de refrlgerante en un slstema de refrigeracion de un vehnculo automovil, presentando el sistema de refrigeracion una bomba de refrigerante principal regulable, accionada mecanicamente mediante una fuerza de accionamiento de un motor de combustion dispuesto en el vehnculo as^ como una bomba de refrigerante secundaria regulable, accionada electricamente mediante un electromotor dispuesto por separado, comprende segun una forma de realizacion las siguientes etapas: detectar un estado operativo actual de un motor de combustion del vehnculo; detectar una temperatura de refrigerante de un refrigerante que circula en un circuito de refrigerante del vehnculo; leer parametros de control de un diagrama caractenstico del circuito de refrigeracion; activar la bomba de refrigerante principal asf como la bomba de refrigerante secundaria basandose en los parametros de control lefdos del diagrama caractenstico del circuito de refrigeracion; y regular la corriente de refrigerante mediante conmutacion selectiva de la bomba de refrigerante principal y/o de la bomba de refrigerante secundaria.
Segun una forma de realizacion ventajosa del procedimiento segun la invencion, el estado operativo actual del motor de combustion presenta al menos un estado de arranque-detencion, un estado de calentamiento, un estado de carga baja, un estado de carga normal, un estado eco, un estado de alto numero de revoluciones asf como un estado de acumulacion de calor residual.
El estado de arranque-detencion designa a este respecto un estado de accionamiento en el que el motor de combustion se detiene temporalmente, por ejemplo en caso de parada en un semaforo en rojo o similar, para de esta manera ahorrar combustible.
El estado de calentamiento designa un estado de accionamiento en el que, en particular durante el arranque en fno del motor de combustion, en el sistema de refrigeracion debido a una circulacion interrumpida del refrigerante se genera agua estancada, de modo que la temperatura del motor de combustion puede llevarse rapidamente a su temperatura operativa optima.
El estado de carga baja designa un estado de accionamiento en el que el motor de combustion funciona a un numero de revoluciones bajo, por ejemplo en funcionamiento al ralentn
El estado de carga normal designa un estado de accionamiento en el que el motor de combustion funciona preferiblemente en el rango de numero de revoluciones medio, para aplicar una potencia de accionamiento al vehnculo.
El estado eco designa un estado de accionamiento en el que el motor de combustion funciona de manera normal y, por medio de una intervencion de control en el sistema de refrigeracion, se mantiene la temperatura de refrigerante en un intervalo elevado, de modo que es posible una combustion de combustible mas eficaz y con ello un funcionamiento en marcha con mayor ahorro.
El estado de alto numero de revoluciones designa un estado de accionamiento en el que el motor de combustion funciona a un numero de revoluciones alto con una necesidad de refrigeracion aumentada, por ejemplo al viajar por una autopista o similar.
El estado de acumulacion de calor residual designa, por ultimo, un estado de accionamiento en el que el motor de combustion esta desconectado y la temperatura del refrigerante ha de mantenerse alta el mayor tiempo posible, para conseguir en el momento de un nuevo arranque del motor de combustion una fase de calentamiento acortada, con lo cual el motor de combustion pueda funcionar mas rapidamente en su rango de temperatura optimo.
Segun una forma de realizacion, los parametros de control en el diagrama caractenstico del circuito de refrigeracion comprenden al menos una temperatura de refrigerante deseada, y/o una temperatura de motor deseada, y/o una tasa de flujo de refrigerante deseada y/o similares.
Segun una forma de realizacion del procedimiento segun la invencion, si el estado operativo actual del motor de combustion es un estado de calentamiento, la bomba de refrigerante secundaria se conmuta a un estado apagado con la corredera reguladora cerrada y se interrumpe una corriente de refrigerante a traves de la bomba de refrigerante principal por medio de una corredera reguladora dispuesta en la bomba de refrigerante principal, de modo que queda interrumpida una circulacion del refrigerante.
Segun una forma de realizacion del procedimiento segun la invencion, si el estado operativo actual del motor de
combustion es un estado de arranque-detencion, en el que la bomba de refrigerante principal esta durante una fase
de apagado del motor de combustion temporalmente sin accionamiento, la bomba de refrigerante secundaria se conmuta a un estado encendido, con lo cual el refrigerante se hace circular a traves de la bomba de refrigerante secundaria.
Segun una forma de realizacion del procedimiento segun la invencion, si el estado operativo actual del motor de
combustion es un estado de carga baja, se interrumpe una corriente de refrigerante a traves de la bomba de
refrigerante principal por medio de una corredera reguladora dispuesta en la bomba de refrigerante principal y la
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bomba de refrigerante secundaria se conmuta a un estado encendido, con Io cual el refrigerante se hace circular a traves de la bomba de refrigerante secundaria.
Segun una forma de realizacion del procedimiento segun la invencion, si el estado operativo actual del motor de combustion es un estado de carga normal, la bomba de refrigerante secundaria se conmuta a un estado apagado y su corredera reguladora se cierra, con Io cual el refrigerante se hace circular en el circuito de refrigerante a traves de la bomba de refrigerante principal.
Segun una forma de realizacion del procedimiento segun la invencion, si el estado operativo actual del motor de combustion es un estado eco, el funcionamiento de la bomba de refrigerante principal se interrumpe selectivamente por medio de un embrague de rueda libre previsto en el accionamiento de correa de la bomba de refrigerante principal o se activa la corredera reguladora dispuesta en la bomba de refrigerante principal de tal manera que se interrumpe la corriente de refrigerante en la bomba de refrigerante principal, y el refrigerante se hace circular, hasta que se alcance una temperatura de motor elevada deseada, a traves de la bomba de refrigerante secundaria.
Segun una forma de realizacion del procedimiento segun la invencion, si el estado operativo actual del motor de combustion es el estado de alto numero de revoluciones, la corriente de refrigerante de la bomba de refrigerante principal se conduce, al menos parcialmente, en el funcionamiento en derivacion, a traves de la bomba de refrigerante secundaria en el lado de entrada de la bomba de refrigerante principal.
Segun una forma de realizacion del procedimiento segun la invencion, si el estado operativo actual del motor de combustion es el estado de acumulacion de calor residual con el motor de combustion parado, se cierran tanto la corredera reguladora de la bomba de refrigerante principal como la corredera reguladora de la bomba de refrigerante secundaria, para impedir una circulacion del refrigerante en el circuito de refrigeracion.
Breve descripcion de las figuras
Las caractensticas y funciones descritas anteriormente de la presente invencion asf como aspectos y caractensticas adicionales se describen adicionalmente a continuacion con ayuda de una descripcion detallada de formas de realizacion preferidas haciendo referenda a las figuras adjuntas. En este caso muestra:
la figura 1A la figura IB la figura 2A
la figura 2B la figura 3A
la figura 3B la figura 3C la figura 4
la figura 5
la figura 6
una vista frontal en perspectiva de un sistema de refrigeracion regulable segun la invencion;
una vista desde atras en perspectiva de un sistema de refrigeracion regulable segun la invencion;
una vista en corte parcial de una bomba de refrigerante accionada electricamente segun una forma de realizacion de la invencion en una posicion abierta;
una vista de detalle del fragmento A de la figura 2A;
una vista en corte parcial de una bomba de refrigerante accionada electricamente segun una forma de realizacion de la invencion en una posicion cerrada;
una vista de detalle del fragmento A de la figura 3A;
una vista de detalle del fragmento B de la figura 3A;
una representacion en perspectiva de una rueda de paletas segun la invencion con una corredera reguladora dispuesta en la misma;
una representacion en corte parcial de la vista de la figura 4, en la que la corredera reguladora esta representada en corte; y
una representacion en corte de la rueda de paletas con la corredera de la figura 4 dispuesta en la misma.
Descripcion de formas de realizacion preferidas
La figura 1A muestra una representacion en perspectiva de un sistema 1 de refrigeracion regulable segun una forma de realizacion de la presente invencion.
El sistema 1 de refrigeracion segun esta forma de realizacion consiste, a este respecto, en un circuito de refrigerante para alimentar y evacuar refrigerante de y a un motor de combustion (no representado) de un vetuculo, entrando el refrigerante, a traves de un radiador (no representado) dispuesto en el conducto de refrigerante, en intercambio termico con el entorno del vetuculo.
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Tal como se representa en la figura 1, un conducto 13 de refrigerante conduce desde el radlador del vetnculo hasta una alimentacion 17 configurada en una bomba 3 de refrigerante principal. Esta alimentacion 17 esta configurada a este respecto en la forma de realizacion mostrada, a modo de brida, aunque tambien puede estar configurada en forma de un conducto, una tubuladura, una abertura, una conexion roscada o de bayoneta o similar.
La bomba 3 de refrigerante principal esta configurada, en la presente forma de realizacion, como bomba radial y comprende una carcasa de bomba con una camara de bomba configurada en su interior (no representada), en la que esta dispuesta una rueda de paletas. Esta rueda de paletas esta configurada como rueda de paletas de bomba radial y dispuesta sobre un arbol de bomba en la carcasa de bomba de la bomba 3 de refrigerante principal.
Como accionamiento para la bomba 3 de refrigerante principal se utiliza, en la forma de realizacion comentada, un accionamiento de correa.
Tal como se representa en la vista desde atras mostrada en la figura IB del sistema de refrigeracion, en una seccion de la bomba 3 de refrigerante principal, orientada hacia la alimentacion 17, hay una polea 57, que esta unida a traves de una correa trapezoidal o dentada (no representada) con una polea del motor de combustion. Durante el funcionamiento del motor de combustion se transmite a traves de las correas un movimiento de rotacion a la polea 57 de la bomba 3 de refrigerante principal, con lo cual se acciona esta.
Tal como se indico anteriormente, la bomba 3 de refrigerante principal representada en esta forma de realizacion es una bomba de refrigerante de circulacion axial, que por medio de la rueda de paletas dispuesta en la camara de bomba hace avanzar el refrigerante que ha de transportarse radialmente hacia fuera hasta una evacuacion 15. Esta evacuacion 15 esta configurada a este respecto a modo de brida, de manera analoga a la alimentacion 17, en la forma de realizacion mostrada. Sin embargo tambien puede estar configurada en forma de un conducto, una tubuladura, una abertura, una conexion roscada o de bayoneta o similares.
La bomba 3 de refrigerante principal comentada en esta forma de realizacion presenta en su camara de bomba ademas una corredera reguladora (igualmente no representada) dispuesta de manera concentrica sobre el arbol de accionamiento, rodeando la rueda de paletas, la cual rodea en su posicion cerrada la rueda de paletas en sus zonas de borde, para interrumpir una corriente de refrigerante transportada a traves de la bomba 3 de refrigerante.
Este tipo de bombas se comercializan con exito por el mismo solicitante y se comentan por ejemplo en las publicaciones DE 10 2005 004 315 B4, DE 10 2005 062 200 B3 y WO 2009/14382 A2.
Tal como se representa ademas en la figura 1A, la bomba 3 de refrigerante principal de esta forma de realizacion comprende la evacuacion 15, a traves de la cual se transporta el refrigerante que sale de la bomba 3 de refrigerante principal hacia el motor de combustion.
Ademas tambien puede estar previsto un circuito de calefaccion en el sistema de refrigeracion, por medio del cual, un medio de enfriamiento que sale de la bomba 3 de refrigerante principal, puede introducirse a traves de un conducto 19 de calefaccion en el circuito de calefaccion. Por ejemplo puede estar dispuesto un regulador o una valvula en la bomba 3 de refrigerante principal, que conduce la corriente de refrigerante transportada por la bomba 3 al circuito de calefaccion.
A traves del conducto 13 de refrigerante que conduce a la bomba 3 de refrigerante principal se alimenta el refrigerante procedente del radiador del vetnculo a la bomba 3 de refrigerante principal.
En paralelo a la bomba 3 de refrigerante principal esta dispuesta una bomba 5 de refrigerante secundaria. La alimentacion 9 a la bomba 5 de refrigerante secundaria se ramifica a este respecto en un punto aguas arriba de la alimentacion 17 de la bomba principal 3 desde el conducto 13 de refrigerante.
La bomba 5 de refrigerante secundaria esta configurada en esta forma de realizacion igualmente como bomba de transporte radial y de entrada de flujo axial, y se acciona por un electromotor 7, que esta dispuesto en una seccion de la bomba 5 de refrigerante secundaria orientada en sentido opuesto a la alimentacion 9 de refrigerante.
A traves de la alimentacion 9 que termina de manera conica se aspira el refrigerante suministrado por la lmea 13 de entrada, mediante el efecto de atraccion de una rueda 25 de paletas dispuesta en la bomba 5 de refrigerante secundaria, a la bomba 5 de refrigerante secundaria y desde allf se extrae a traves de la rueda 25 de paletas dispuesta en una camara 53 de bomba a traves de la evacuacion 11 a la evacuacion 15 de la bomba 3 de refrigerante principal, sin atravesar en este caso la bomba principal 3. La bomba 5 de refrigerante secundaria constituye por tanto una especia de recorrido de derivacion, a traves del cual el refrigerante que ha de transportarse puede hacerse circular como corriente de refrigerante de derivacion evitando la bomba 5 de refrigerante principal en el circuito de refrigeracion procedente del radiador hasta el motor de combustion
La alimentacion 9 asf como la evacuacion 11 de la bomba de refrigerante secundaria de la forma de realizacion mostrada estan configuradas a este respecto a modo de brida. Sin embargo, tambien pueden estar configuradas en
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forma de un conducto, una tubuladura, una aberfura, una eonexion roscada o de bayoneta o similar.
Una vista en corte parcial de la bomba 5 de refrigerante accionada electricamente mostrada en las figuras 1A y IB se representa en la figura 2A.
La bomba 5 de refrigerante mostrada en la figura 2A esta configurada a este respecto, tal como se deseribio anteriormente, como bomba radial de entrada de flujo axial, y comprende una camara 53 de bomba, que esta configurada en una carcasa 51 de bomba.
En la forma de realizacion mostrada en la figura 2A esta dispuesto, en un extremo de la bomba 5 de refrigerante secundaria orientado en sentido opuesto a la alimentaeion 9, un electromotor 7. El electromotor de esta forma de realizacion tiene a este respecto una potencia de entre 20 W y 100 W y esta disenado como rotor seco, con lo cual se posibilitan altos numeros de revoluciones de motor de mas de 12.000 U/min con una potencia absorbida reducida.
Desde este motor 7 sobresale un arbol 21 de accionamiento hacia el interior de la camara de bomba 51 de la bomba 5 de refrigerante secundaria.
El arbol 21 de accionamiento esta obturado en la forma de realizacion mostrada en este caso a traves de una junta 29 de obturacion de arbol frente al refrigerante, para evitar que penetre refrigerante en el electromotor 7.
De manera eoneentriea sobre el arbol 21 de accionamiento estan dispuestas la rueda 25 de paletas asf como una corredera 31 reguladora. La rueda 25 de paletas se sujeta a este respecto por elementos 47 de sujeeion por arrastre de forma sobre el arbol de accionamiento.
La forma de la corredera 31 reguladora sigue a este respecto esencialmente el contorno de la superficie frontal de la rueda 25 de paletas, penetrando las paletas 39 en el lado superior de la corredera reguladora.
En una seccion frontal de la corredera 31 reguladora esta configurada una seccion 33 conformada a modo de casquillo o a modo de camara, en cuyo penmetro de pared interna esta prevista una seccion de rosea.
Una seccion de rosea eomplementaria a la misma esta configurada en una seccion 23 frontal del arbol 21 de
accionamiento.
La figura 2A muestra la bomba 5 de refrigerante secundaria en un estado en el que la corredera 31 reguladora esta abierta.
En el estado mostrado en la figura 2A puede extraerse por tanto el refrigerante transportado por la rueda 25 de paletas desde la bomba 5 de refrigerante secundaria radialmente hacia fuera.
Tal como se muestra en la vista de detalle de la zona A de la figura 2A, en un extremo radialmente exterior de la rueda 25 de paletas, en el interior de un elemento 35 de eierre de la corredera 31 reguladora, esta dispuesto un elemento 45 de obturacion. Un elemento 43 de obturacion adieional esta dispuesto en el lado frontal situado radialmente por fuera de la corredera 31 reguladora.
Ademas, en la pared de carcasa de bomba orientada hacia el electromotor 7 esta configurada una entalladura 37 que aloja el elemento 35 de eierre y que sigue eireularmente el contorno perimetral de la corredera 31 reguladora. En la posicion abierta de la corredera 31 reguladora, el elemento 35 de eierre eonfigurado en la misma esta alojado en este alojamiento 37 y se sujeta en la misma de manera giratoria, de modo que la rueda 25 de paletas eon la
corredera 31 reguladora configurada en la misma pueden rotar por la fuerza de accionamiento del arbol 21 de
accionamiento.
La figura 3A muestra la bomba 5 de refrigerante secundaria regulable, accionada electricamente, de las figuras 2A y 2B en el estado eerrado de la corredera 31 reguladora.
La corredera 31 reguladora de la bomba 5 de refrigerante se desplaza a este respecto, tal como se indieo esquematieamente en las figuras 2A y 3A, mediante la lenta rotaeion hacia delante o hacia atras del arbol 21 de accionamiento del electromotor 7, a la respeetiva posicion de trabajo.
En particular, en este caso, mediante el lento giro del arbol 21 de accionamiento en la direceion hacia delante, es deeir en la direceion de bombeo, de la bomba 5 de refrigerante, la corredera 31 reguladora se lleva de su posicion eerrada a la posicion abierta, en la que el contorno de la rueda 25 de paletas se apoya por eonsiguiente en su superficie, de modo que las paletas 39 de rueda de paletas pueden penetrar en la corredera 31 reguladora y, al girar la rueda de paletas a la veloeidad de trabajo, pueden generar el efeeto de bombeo en la bomba 5 de refrigerante.
En particular, en euanto la corredera 31 reguladora entra en eontaeto eon la rueda 25 de paletas, se estableee un
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arrastre de fuerza entre la corredera 31 reguladora y la rueda 25 de paletas, de modo que la rueda 25 de paletas puede ponerse en rotaelon medlante la potencla de acclonamlento transmltlda por el arbol 21 de acclonamlento a la corredera 31 reguladora. En la poslclon ablerta mostrada en la flgura 2A es poslble a este respecto una extracelon del refrlgerante transportado por la rueda 25 de paletas fuera de la bomba 5 de refrlgerante.
Sl la corredera 31 reguladora se desplaza medlante una rotaclon Inversa del arbol 21 de acclonamlento a la poslclon cerrada mostrada en la flgura 3A, la corredera 31 reguladora entra en camblo, en su poslclon totalmente cerrada, en contacto con una secclon de pared de la carcasa 51 de bomba orlentada hacla la allmentaclon 9.
El elemento 43 de obturaclon conflgurado en la corredera 31 reguladora se preslona a este respecto contra la pared de carcasa de bomba y obtura la camara 53 de bomba con respecto a la evaeuaelon 11 de la bomba 5. El elemento 45 de obturaclon conflgurado en la secclon trasera de la rueda 25 de paletas sostlene a este respecto desde abajo el elemento 35 de clerre conflgurado como brazo clrcundante externo de la corredera 31 reguladora, para generar as^ un efecto de obturaclon suflclentemente flable.
Tal como se Indlca esquematlcamente en las flguras 2B y 3B, el elemento 43 de obturaclon conflgurado en la corredera 31 reguladora esta conflgurado mas grande que el elemento 45 de obturaclon conflgurado en la rueda 25 de paletas, para lograr un efecto de obturaclon suflclentemente grande contra la superflcle de pared de la camara de bomba. En particular, debldo a los dlstlntos dlametros de junta de obturaclon, la preslon que aetua hacla atras desde el lado de preslon de la bomba 3 de refrlgerante prlnclpal carga sobre la superflcle anular que resulta a partlr de las dlferenclas de dlametro de los elementos 43, 45 de obturaclon. La funclon de obturaclon de los elementos 43, 45 de obturaclon se lntenslflca a este respecto hldraulleamente, lndependlentemente de sl el electromotor 7 de la bomba 5 de refrlgerante secundarla esta en marcha o no.
Para evltar que la rueda 25 de paletas se glre por desculdo, en un extremo de la rueda 25 de paletas orlentado en sentldo opuesto a la allmentaclon 9 esta dlspuesto un elemento 27 de freno, que preslona contra una superflcle 49 de pared lnterna contlgua al electromotor 7 en la carcasa 51 de bomba.
Este elemento 27 de freno esta conflgurado a este respecto como dlsco de freno o resorte de platlllo pretensado y tlene en la forma de reallzaclon mostrada en sus extremos radlalmente externos engrosamlentos 41 que termlnan en forma de euna, que entran en enganche de frlcclon con la superflcle 49 de pared lnterna de la carcasa 51 de bomba.
Mlentras el glro del arbol 21 de acclonamlento del electromotor 7 sea reducldo, para a este respecto desplazar la corredera 31 reguladora a su poslclon ablerta, la rueda 25 de paletas se mantlene medlante el elemento 27 de freno en enganche de frlcclon con la carcasa 51 de bomba, de modo que se lmplde en gran medlda un glro de la rueda 25 de paletas.
En caso de arrastre de fuerza entre la corredera 31 reguladora y la rueda 25 de paletas y una rotaclon creclente del arbol 21 de acclonamlento, el elemento 27 de freno, debldo a la lnercla creclente debldo a la rotaclon del arbol 21 de acclonamlento, se separa de la pared 49 de la carcasa 51 de bomba y Ilbera el glro de la rueda 25 de paletas, y con ello la funclon de bombeo de la bomba 5 de refrlgerante.
La flgura 4 muestra una vlsta en perspectlva de la rueda 25 de paletas mostrada en las flguras 2 y 3 de la bomba 5 de refrlgerante regulable eleetrleamente con una corredera 31 reguladora dlspuesta en la mlsma.
Tal como se muestra desde delante en esta vlsta, la corredera 31 reguladora comprende la rueda 25 de paletas (no mostrada en mas detalle) en su totalldad, penetrando las paletas 39 de la rueda de paletas en la corredera 31 reguladora.
La corredera 31 reguladora presenta en su centro una secclon 33 a modo de camara que aloja el arbol 21 de acclonamlento del electromotor 7. Esta secclon 33 a modo de camara tlene, a este respecto, tal como se lndlca esquematlcamente en la flgura 5, en la pared lnterna una secclon de rosea, que es complementarla a la secclon 23 de rosea, no mostrada en la flgura 5, del arbol 21 de acclonamlento.
La flgura 5 muestra una representaelon en eorte parelal de una rueda 25 de paletas de transporte radlal y entrada de flujo axlal, tal como la utlllzada en una bomba 3, 5 eonflgurada como bomba radlal de la forma de reallzaclon eomentada aquf
Sln embargo, tamblen es eoneeblble a este respecto que, euando las bombas 3, 5 de refrlgerante estan eonflguradas como bombas axlales, la rueda de paletas tenga una entrada de flujo radlal y el refrlgerante eontlnue transportandose en dlrecelon axlal.
En el centro de la rueda 25 de paletas esta conflgurado un alojamlento 55 a modo de eubo para el alojamlento del arbol 21 de acclonamlento (no representado).
La flgura 6 muestra la rueda 25 de paletas de la flgura 5 eon la corredera 31 reguladora dlspuesta en la mlsma en
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una representacion en corte completa. Tal como puede observarse en este caso, la rueda 25 de paletas as^ como la corredera 31 reguladora estan dispuestas concentricamente una respecto a la otra y discurren a lo largo del arbol 21 de accionamiento que llega desde el electromotor 7 al interior de la camara 51 de bomba, y que para simplificar la representacion no se muestran aqm.
Mediante el giro hacia delante o hacia atras del arbol 21 de accionamiento del electromotor 7, la corredera 31 reguladora puede desplazarse a este respecto a la posicion abierta o cerrada deseada.
Por medio del sistema de refrigeracion segun la invencion, que usa la bomba 3 de refrigerante regulable, accionada mecanicamente, y la bomba 5 de refrigerante regulable, accionada electricamente, pueden ajustarse a este respecto de manera ventajosa diversos estados operativos, teniendo en cuenta determinados parametros de control tales como una temperatura de refrigerante deseada, y/o una temperatura de motor deseada, y/o una tasa de flujo de refrigerante deseada y/o similares.
Para el control del sistema 1 de refrigeracion esta previsto segun la forma de realizacion comentada aqm, por tanto, adicionalmente un dispositivo de control, que activa la bomba 3 de refrigerante principal accionada mecanicamente asf como la bomba 5 de refrigerante secundaria accionada electricamente, para alcanzar los respectivos estados operativos.
Estados operativos a modo de ejemplo son, a este respecto, un estado de arranque-detencion, un estado de calentamiento, un estado de carga baja, un estado de carga normal, un estado eco, un estado de alto numero de revoluciones as^ como un estado de acumulacion de calor residual.
El estado de arranque-detencion designa a este respecto un estado de accionamiento en el que el motor de combustion se detiene temporalmente, por ejemplo en una parada en un semaforo en rojo o similar, para de esta manera ahorrar combustible.
Con el uso del sistema 1 de refrigerante comentado aqm en un vehfculo con regulacion de arranque-detencion, en caso de parada del motor de combustion por ejemplo en un semaforo en rojo, la bomba 5 de refrigerante electrica puede hacer circular el refrigerante completamente por sf sola, ya que la bomba 3 de refrigerante accionada mecanicamente ya no funciona debido al motor de combustion parado.
A este respecto, segun la forma de realizacion comentada aqm, si el estado operativo actual del motor de combustion es el estado de arranque-detencion, en el que la bomba 3 de refrigerante principal esta durante una fase de apagado del motor de combustion temporalmente sin accionamiento, la bomba 5 de refrigerante secundaria se conmuta a un estado encendido, con lo cual el refrigerante se hace circular a traves de la bomba 5 de refrigerante secundaria.
El estado de calentamiento designa ademas un estado de accionamiento en el que, en particular en el arranque en frio del motor de combustion, en el sistema 1 de refrigeracion debido a una circulacion interrumpida del refrigerante se genera agua estancada, de modo que la temperatura del motor de combustion puede llevarse rapidamente a su temperatura operativa optima.
En este caso, si el estado operativo actual del motor de combustion es el estado de calentamiento, la bomba 5 de refrigerante secundaria se conmuta a un estado apagado y se interrumpe una corriente de refrigerante a traves de la bomba 3 de refrigerante principal por medio de la corredera reguladora dispuesta en la bomba de refrigerante principal, de modo que queda interrumpida una circulacion del refrigerante.
Por medio del sistema 1 de refrigeracion de la forma de realizacion comentada aqm es posible a este respecto, en la fase de calentamiento del motor de combustion, controlar las bombas 3, 5 de tal manera que las correderas de ambas bombas 3, 5 esten cerradas, de modo que no pueda circular nada de refrigerante a traves ninguna de las dos bombas 3, 5. La bomba 5 de refrigerante accionada electricamente tambien puede estar desconectada a este respecto, pudiendo evitarse mediante la corredera 31 reguladora cerrada una corriente de retorno y una circulacion del refrigerante. Alternativamente, la bomba 5 se activa de tal manera que la corredera 31 reguladora evite una circulacion del refrigerante.
De esta manera es posible alcanzar rapidamente la temperatura operativa del motor de combustion.
El estado de carga baja designa ademas un estado de accionamiento en el que el motor de combustion funciona con un numero de revoluciones bajo, por ejemplo en funcionamiento al ralentu
Segun la forma de realizacion comentada aqm, si el estado operativo actual del motor de combustion es el estado de carga baja, se interrumpe una corriente de refrigerante a traves de la bomba 3 de refrigerante principal por medio de la corredera reguladora dispuesta en la bomba de refrigerante principal y la bomba 5 de refrigerante secundaria se conmuta a un estado encendido, con lo cual el refrigerante se hace circular a traves de la bomba 5 de refrigerante secundaria.
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Tambien es posible, solo con numeros de revoluciones muy bajos del motor de combustion y debido a ello en circunstancias de potencia de circulacion insuficiente de la bomba 3 de refrigerante principal, conectar adicionalmente la bomba 5 de refrigerante secundaria electrica, para realizar una denominada elevacion electrica, en otras palabras apoyar la circulacion del refrigerante mediante la potencia de transporte de la bomba 5 de refrigerante secundaria regulable electricamente.
En el funcionamiento de carga alta del motor de combustion, por ejemplo al viajar por autewa, etc., la corredera 31 reguladora de la bomba 3 de refrigerante accionada electricamente se lleva por regla general a su posicion cerrada o se desconecta la bomba 3 y la circulacion del refrigerante se realiza exclusivamente a traves de la bomba 3 de refrigerante principal accionada mecanicamente.
Sin embargo, siempre que se requiera potencia de enfriamiento adicional, la bomba 5 de refrigerante electrica puede conectarse adicionalmente, para apoyar el transporte de refrigerante a traves de la bomba 3 de refrigerante mecanica.
El estado de carga normal designa un estado de accionamiento en el que el motor de combustion funciona preferiblemente en el rango de numero de revoluciones medio, para aplicar una potencia de accionamiento al vetuculo. En este caso, la bomba 5 de refrigerante secundaria se conmuta a un estado apagado y su corredera 31 reguladora por regla general se lleva a la posicion cerrada, con lo cual el refrigerante se hace circular en el circuito de refrigerante a traves de la bomba 3 de refrigerante principal.
El estado eco designa un estado de accionamiento en el que el motor de combustion funciona de manera normal y por medio de una intervencion de control en el sistema de refrigeracion se mantiene la temperatura de refrigerante en un rango elevado, de modo que es posible una combustion de combustible mas eficaz y con ello un funcionamiento de marcha con mayor ahorro.
En el funcionamiento del motor de combustion en el modo eco (estado eco), el funcionamiento de la bomba 3 de refrigerante principal se interrumpe selectivamente por medio de un embrague de rueda libre previsto en la polea 57 de la bomba 3 de refrigerante principal, y/o la corredera reguladora dispuesta en la bomba 3 de refrigerante principal se activa de tal manera que se interrumpe la corriente de refrigerante en la bomba 3 de refrigerante principal. En este estado, el refrigerante se hace circular, hasta que se alcance una temperatura de motor elevada deseada, a traves de la bomba 5 de refrigerante secundaria.
El estado de alto numero de revoluciones designa un estado de accionamiento en el que el motor de combustion funciona con un alto numero de revoluciones con una necesidad de refrigeracion elevada, por ejemplo al viajar por una autovfa o similar.
Segun una forma de realizacion del procedimiento segun la invencion, si el estado operativo actual del motor de combustion es el estado de alto numero de revoluciones, la corriente de refrigerante de la bomba 3 de refrigerante principal se conduce, al menos parcialmente, en el funcionamiento en derivacion, a traves de la bomba 5 de refrigerante secundaria hacia el lado de entrada de la bomba 5 de refrigerante principal, que conduce al motor de combustion.
El estado de acumulacion de calor residual designa, por ultimo, un estado de accionamiento en el que el motor de combustion esta desconectado y la temperatura del refrigerante ha de mantenerse alta el mayor tiempo posible, para en el momento de un nuevo arranque del motor de combustion conseguir una fase de calentamiento acortada, con lo cual el motor de combustion puede funcionar mas rapidamente en su rango de temperatura optimo.
En la forma de realizacion comentada aqm del sistema 1 de refrigeracion se impide el flujo de refrigerante desde el motor de vuelta al radiador mediante bloqueo de ambas bombas 3, 5 por medio de las correderas dispuestas en las mismas, con lo cual puede tener lugar un intercambio de calor del refrigerante con el entorno del vehfculo solo de manera muy vacilante. El calor generado por el motor de combustion se conserva por tanto a lo largo de un mayor periodo de tiempo durante la parada del vehfculo automovil y puede usarse en un nuevo arranque posterior para poder alcanzar mas rapidamente la temperatura operativa.
A pesar de que las formas de realizacion comentadas aqm comentan una bomba 5 de refrigerante secundaria accionada electricamente en la que la corredera 31 reguladora se desplaza por medio de un accionamiento configurado como husillo roscado a lo largo del arbol 21 de accionamiento, tambien es factible que la corredera reguladora se desplace en relacion con la rueda de paletas, en lugar de a traves del husillo roscado, con un elemento de ajuste accionado de manera neumatica, ,magnetica y/o hidraulica o un servomotor electrico a lo largo del arbol 21 de accionamiento.
A pesar de que las formas de realizacion comentadas aqm dan a conocer una corredera 31 reguladora configurada por separado en la rueda 25 de paletas, tambien es factible que la corredera 31 reguladora este configurada de manera solidaria en la rueda 25 de paletas. Por ejemplo, la corredera 31 reguladora configurada de manera solidaria en la rueda 25 de paletas puede estar configurada de tal manera que, sobre las superficies exteriores de la rueda 25
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de paletas esten configuradas superficies de pared a modo de brazo, que tienen la misma funcion que el elemento 35 de cierre de la corredera 31 reguladora.
Para regular la corriente de refrigerante transportada por una bomba 5 de refrigerante secundaria configurada de este modo puede desplazarse una rueda 25 de paletas asf configurada a lo largo del eje 21 de accionamiento, de modo que los elementos de pared a modo de brazo, que sobresalen hacia el lado trasero de la carcasa de bomba, cierran hermeticamente la evacuacion 11, en una posicion cerrada de la rueda 25 de paletas asf configurada. En una posicion abierta de la rueda 25 de paletas con la corredera 31 reguladora configurada de manera solidaria, los elementos de pared estan alojados en el alojamiento 37 configurado en la pared de carcasa de la carcasa 51 de bomba de manera giratoria alrededor del arbol 21 de accionamiento.
Alternativamente, en lugar de una corredera 31 reguladora dispuesta aguas arriba de la rueda 25 de paletas, tambien puede usarse una corredera rotatoria, que este dispuesta rodeando la rueda 25 de paletas en la camara 53 de bomba y que pueda desplazarse a una posicion abierta y cerrada de manera giratoria. Es ademas posible disponer una corredera 31 reguladora en forma de casquillo detras de la rueda 25 de paletas, que se desplaza entonces, por ejemplo, mediante el accionamiento por husillo roscado comentado anteriormente o un elemento de ajuste accionado de manera neumatica, magnetica y/o hidraulica o un servomotor electrico, a traves de la rueda 25 de paletas, y cierra hermeticamente la evacuacion ll de la bomba secundaria.
La rueda de paletas comentada anteriormente con la corredera reguladora dispuesta en la misma tambien puede usarse como una especie de valvula antirretorno en un sistema de conduccion. En funcion de la direccion de entrada de flujo y la presion de entrada de flujo, la corredera puede a este respecto seguir transportando el medio que entra sobre el arbol que soporta la rueda de paletas y la corredera o, en el caso de una presion de corriente correspondientemente alta en contra de la direccion de transporte, cerrar el sistema de conduccion mediante el desplazamiento de la corredera reguladora a su posicion cerrada.
A pesar de que la bomba 5 de refrigerante electrica aqm comentada presenta una electromotor 7 con una potencia de entre 20 W y 100 W, tambien puede utilizarse un electromotor de mayor intensidad de potencia, por ejemplo de hasta 2 kW, de modo que la bomba de refrigerante electrica dado el caso tambien puede asumir la circulacion del refrigerante, como bomba unica, en el circuito de refrigeracion.
La presente invencion se refiere a un sistema 1 de refrigeracion regulable para un vetnculo automovil con un circuito de refrigerante, que conduce un refrigerante hacia un motor de combustion y lo desvfa del mismo, asf como una bomba 3 de refrigerante principal regulable, accionada mecanicamente, y una bomba 5 de refrigerante secundaria regulable, accionada electricamente.
El sistema de refrigeracion comprende ademas un dispositivo de control, que controla la bomba 3 de refrigerante principal y la bomba 5 de refrigerante secundaria en funcion de estados operativos del motor de combustion. La invencion crea ademas una bomba 5 de refrigerante secundaria regulable, accionada electricamente, para un sistema 1 de refrigeracion de este tipo, una rueda 25 de paletas que puede usarse en esta bomba 5 de refrigerante secundaria asf como un procedimiento para regular el flujo de refrigerante en un sistema 1 de refrigeracion de este tipo.
Claims (19)
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reivindicaciones
Sistema (1) de refrigeracion regulable para un vehnculo automovil, que presenta:
un circuito de refrigerante para alimentar y evacuar refrigerante a y de un motor de combustion del vehuculo;
una bomba (3) de refrigerante principal regulable, accionada mecanicamente, que presenta una alimentacion (17) para alimentar el refrigerante a la bomba (3) de refrigerante principal asf como una evacuacion (15) para evacuar el refrigerante hacia el motor de combustion, y
una bomba (5) de refrigerante secundaria regulable, accionada electricamente, que presenta una alimentacion (9) para alimentar el refrigerante a la bomba (5) de refrigerante secundaria asf como una evacuacion (1l) para evacuar un refrigerante transportado como corriente de refrigerante de derivacion en direccion a la bomba (3) de refrigerante principal,
estando dispuesta la bomba (5) de refrigerante secundaria ramificandose desde un conducto (13) de refrigerante que conduce, en la direccion de la corriente del refrigerante, hacia la bomba (3) de refrigerante principal, en la direccion de la corriente aguas arriba de la bomba (3) de refrigerante principal,
alimentandose el refrigerante transportado por medio de la bomba (5) de refrigerante secundaria, aguas abajo de la bomba (3) de refrigerante principal, sin atravesar la bomba (3) de refrigerante principal, a la evacuacion (15) que conduce al motor de combustion,
presentando la bomba (5) de refrigerante secundaria una carcasa (51) de bomba con una camara (53) de bomba formada en su interior, estando dispuesto en una seccion de la carcasa (51) de bomba un electromotor (7) que, por medio de un arbol (21) de accionamiento que se adentra en la camara (53) de bomba, proporciona una potencia de accionamiento para la bomba (5) de refrigerante secundaria,
presentando la bomba (5) de refrigerante secundaria en la camara (53) de bomba una rueda (25) de paletas que sirve como elemento de transporte y que esta dispuesta coaxialmente sobre el arbol (21) de accionamiento y unida de manera accionable con el mismo, y
presentando la bomba (5) de refrigerante secundaria una corredera (31) reguladora configurada en la rueda (25) de paletas, que puede desplazarse al menos a una posicion abierta y cerrada, para la regulacion de la corriente de refrigerante de derivacion transportada por la bomba (5) de refrigerante secundaria, en particular para evitar una corriente de retorno del refrigerante en contra de la direccion de transporte de la bomba (5) de refrigerante secundaria.
Sistema segun la reivindicacion 1, en el que la bomba (3) de refrigerante principal presenta una carcasa de bomba con una camara de bomba formada en su interior, estando dispuesta en la camara de bomba una rueda de paletas que sirve como elemento de transporte y que se acciona a traves de un arbol que se adentra en la camara de bomba, que se acciona preferiblemente por un accionamiento de correa.
Sistema segun la reivindicacion 1 o2, en el que la bomba (3) de refrigerante principal presenta ademas una corredera reguladora configurada en la rueda de paletas, dispuesta coaxialmente a la misma, que puede desplazarse al menos a una posicion abierta y cerrada, preferiblemente a lo largo de la rueda de paletas alojada en la camara de bomba, para la regulacion de la corriente de refrigerante transportada por la bomba (3) de refrigerante principal.
Sistema segun la reivindicacion 1, en el que el electromotor (7) de la bomba (5) de refrigerante secundaria esta configurado como rotor seco o como rotor humedo.
Sistema segun una de las reivindicaciones 1 a 4, que presenta ademas un dispositivo de control, que controla la bomba (3) de refrigerante principal y/o la bomba (5) de refrigerante secundaria en funcion de estados operativos dados del motor de combustion.
Bomba (5) de refrigerante electrica para su uso en un sistema (1) de refrigeracion segun una de las reivindicaciones 1 a 5, en la que la bomba (5) de refrigerante electrica esta configurada como bomba radial, y presentando esta:
una carcasa (51) de bomba;
una alimentacion (9), preferiblemente a modo de brida, y una evacuacion (11) preferiblemente a modo
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de brida;
una camara (53) de bomba configurada en la carcasa (51) de bomba, estando dispuesta en la camara (53) de bomba sobre un arbol (21) de bomba una rueda (25) de bomba, que puede accionarse por medio del arbol (21) de bomba por un electromotor (7), y
una corredera (31), que puede desplazarse al menos a una posicion abierta y cerrada, para regular una corriente de refrigerante de derivaeion transportada por la bomba (5) de refrigerante, en particular para evitar una corriente de retorno del refrigerante en contra de la direccion de transporte de la bomba (5) de refrigerante secundaria, en la que
con la alimentacion (9) que se extiende de manera esencialmente conica, el refrigerante que ha de transportarse, ramificado desde un conducto (13) de refrigerante, puede introducirse en la camara (53) de bomba configurada en la carcasa (51) de bomba, y, con la evacuacion (11) dispuesta de manera esencialmente radial en angulo recto con respecto a la lmea (9) de alimentacion, el refrigerante introducido en la camara (53) de bomba puede evacuarse de la camara (53) de bomba; en la que
la rueda (25) de bomba dispuesta en la camara (53) de bomba, configurada como rueda de paletas de bomba radial, aspira el refrigerante mediante un movimiento de rotaeion en direccion axial y lo transporta en direccion radial a la evacuacion (11);
la corredera (31) esta configurada como una corredera (31) reguladora dispuesta coaxialmente al arbol (21) de bomba en la rueda (25) de paletas; y
el electromotor (7) esta dispuesto en una seccion de la carcasa (51) de bomba, preferiblemente orientada en sentido opuesto a la alimentacion (9); en la que
el electromotor (7) presenta un arbol (21) de accionamiento que se adentra en la camara (53) de bomba,
la rueda (25) de paletas y la corredera (31) reguladora estan dispuestas coaxialmente sobre el arbol (21) de accionamiento, y se sujetan preferiblemente por medio de elementos (47) de sujecion por arrastre de forma sobre el arbol (21) de accionamiento, y
la corredera (31) reguladora esta configurada de manera eilmdriea rodeando la rueda (25) de paletas y puede desplazarse en la direccion axial de la rueda (25) de paletas a una posicion abierta y cerrada.
Bomba (5) de refrigerante segun la reivindieaeion 6, en la que la corredera (31) reguladora esta unida con la rueda (25) de paletas de tal manera que las paletas (39) de la rueda (25) de paletas penetran en la corredera (31) reguladora.
Bomba (5) de refrigerante segun una de las reivindicaciones 6 o 7, en la que el electromotor (7) esta configurado como rotor seco y, por medio de una junta (29) de obturaeion de arbol dispuesta en el arbol (21) de accionamiento, esta obturada frente a la camara (53) de bomba, o en la que el electromotor (7) esta configurado como rotor humedo y se refrigera por medio del refrigerante transportado por la bomba (5) de refrigerante.
Bomba (5) de refrigerante segun una de las reivindicaciones 6 a 8, en la que la corredera (31) reguladora puede desplazarse, por medio de al menos un elemento de ajuste dispuesto en la bomba (5) de refrigerante, a lo largo del arbol (21) de accionamiento, estando configurado el elemento de ajuste como corredera accionada de manera neumatiea, magnetiea y/o hidrauliea o como como servomotor eleetrieo o en la que
la corredera (31) reguladora presenta una seccion (33) que rodea el arbol (21) de accionamiento, orientada hacia la alimentacion (9), en cuyo penmetro interior esta configurada una seccion de rosea.
Bomba (5) de refrigerante segun una de las reivindicaciones 6 a 9, en la que en una seccion (23) del arbol (21) de accionamiento orientada en sentido opuesto al electromotor (7) esta configurada una seccion de rosea que es eomplementaria a la seccion (33) de rosea de la corredera (31) reguladora, y la corredera (31) reguladora, mediante un engranaje mutuo de las seeeiones (23, 33) de rosea la una en la otra, puede desplazarse a lo largo del arbol (21) de accionamiento.
Bomba (5) de refrigerante segun una de las reivindicaciones 6 a 10, en la que la corredera reguladora esta configurada de tal manera que sigue el contorno del lado delantero de la rueda (25) de paletas y presenta en su extremo exterior un elemento (35) de eierre dispuesto en el mismo, radialmente eireundante, estando
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dispuesto en un extremo del elemento (35) de cierre orientado en sentido opuesto al electromotor (7) un primer elemento (43) de obturacion dispuesto radialmente fuera de la corredera (31) reguladora, estando configurado en la camara (53) de bomba preferiblemente un alojamiento (37), en el que puede introducirse el elemento (35) de cierre de la corredera (31) reguladora en su posicion abierta.
Bomba (5) de refrigerante segun una de las reivindicaciones 6 all, en la que en un extremo de la rueda (25) de paletas radialmente externo, orientado hacia el electromotor (7), esta dispuesto un segundo elemento (45) de obturacion dispuesto radialmente dentro de la corredera (31) reguladora.
Bomba (5) de refrigerante segun una de las reivindicaciones 11 o 12, en la que el diametro del primer elemento (43) de obturacion es mayor que el diametro del segundo elemento (45) de obturacion.
Bomba (5) de refrigerante segun una de las reivindicaciones 11 a 13, en la que la evacuacion (11) puede cerrarse de manera estanca por medio de la corredera (21) reguladora en su posicion cerrada a traves del elemento (35) de cierre, el primer elemento (43) de obturacion y el segundo elemento (45) de obturacion.
Bomba (5) de refrigerante segun una de las reivindicaciones 6 a 14, en la que ademas esta previsto un elemento (27) de freno, por medio del cual la rueda (25) de paletas puede fijarse contra una pared (49) interna de la carcasa (51) de bomba,
estando configurado el elemento (27) de freno preferiblemente en la rueda (25) de paletas y estando compuesto preferiblemente por un resorte de freno pretensado o disco de freno en forma de platillo, que presenta preferiblemente en sus extremos radialmente externos, engrosamientos (41) que terminan esencialmente en forma de cuna en direccion radial hacia dentro, pudiendo ponerse el elemento (27) de freno, preferiblemente por medio de los engrosamientos (41), en enganche de friccion con la pared (49) interna de la carcasa (51) de bomba contigua al electromotor (7), para fijar la rueda (25) de paletas contra la carcasa (51) de bomba y
estando el elemento (27) de freno, en particular con sus engrosamientos (41), preferiblemente configurado de tal manera que, con una velocidad de rotacion de la rueda (25) de paletas creciente, provocada por el arbol (21) de accionamiento del electromotor (7), se separa de la pared (49) interna de la carcasa (51) de bomba, para liberar la rueda (25) de paletas.
Rueda (25) de paletas, para su uso en una bomba (5) de refrigerante segun una de las reivindicaciones 6 a 15 para un sistema (1) de refrigeracion segun una de las reivindicaciones 1 a 5, que presenta:
una pluralidad de paletas (39), preferiblemente tfpicas de bombas radiales, configuradas sobre la superficie de rueda de paletas orientada hacia una alimentacion (9) de refrigerante;
una escotadura (55) para el alojamiento de un arbol (21) de accionamiento;
una corredera (31) reguladora unida con la rueda (25) de paletas; asf como
un elemento (27) de freno dispuesto en la rueda (25) de paletas.
Rueda (25) de paletas segun la reivindicacion 16, en la que la corredera (31) reguladora presenta en su extremo delantero un primer elemento (43) de obturacion dispuesto radialmente fuera y la rueda (25) de paletas presenta en su extremo radialmente exterior un segundo elemento (45) de obturacion dispuesto radialmente dentro de la corredera (31) reguladora.
Rueda (25) de paletas segun la reivindicacion 16 o 17, en la que la corredera (31) reguladora esta configurada de manera solidaria con la rueda (25) de paletas de tal manera que las paletas (39) de la rueda (25) de paletas penetran en la corredera (31) reguladora en direccion axial.
Rueda (25) de paletas segun la reivindicacion 16, en la que el elemento (27) de freno esta configurado en una superficie de lado trasero de la rueda (25) de paletas,
estando compuesto el elemento (27) de freno preferiblemente por un resorte de freno pretensado o disco de freno en forma de platillo, que puede ponerse en enganche de friccion con una superficie enfrentada a la superficie de lado trasero de la rueda (25) de paletas, para fijar la rueda (25) de paletas contra esta superficie, y
estando el elemento (27) de freno preferiblemente configurado de tal manera que su accion de frenado disminuye con una velocidad de rotacion creciente de la rueda (25) de paletas, aproximandose a la superficie de lado trasero de la rueda (25) de paletas para liberar la rueda (25) de paletas.
22.
10
15
20
25
23.
30
24.
35
25.
40
45
50
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60
Rueda de paletas segun una de las reivindicaciones 16 a 18, en la que la corredera (31) reguladora esta conflgurada de tal manera que sigue el contorno de la rueda (25) de paletas y presenta en su extremo exterior un elemento (35) de cierre radialmente circundante.
Rueda de paletas segun una de las reivindicaciones 16 a 18 y 20, en la que la corredera (31) reguladora presenta en su zona frontal una seccion (33) hueca, configurada a modo de camara, en cuya pared perimetral interior esta configurada una seccion de rosea.
Procedimiento para regular un flujo de refrigerante en un sistema (1) de refrigeraeion de un vehnculo automovil segun una de las reivindicaciones 1 a 5, presentando el sistema (1) de refrigeraeion una bomba (3) de refrigerante principal regulable, aeeionada meeanieamente mediante una fuerza de aeeionamiento de un motor de combustion dispuesto en el vehnculo, asf eomo una bomba (5) de refrigerante secundaria regulable, aeeionada eleetrieamente mediante un electromotor dispuesto por separado, eon las siguientes etapas:
deteetar un estado operativo actual de un motor de combustion del vehnculo;
deteetar una temperatura de refrigerante de un refrigerante que eireula en un eireuito de refrigerante del vehnculo;
leer parametros de control de un diagrama caractenstico del eireuito de refrigeraeion;
aetivar la bomba (3) de refrigerante principal asf eomo la bomba (5) de refrigerante secundaria basandose en los parametros de control lefdos del diagrama caractenstico del eireuito de refrigeraeion; y
regular la eorriente de refrigerante mediante eonmutaeion seleetiva de la bomba (3) de refrigerante principal y/o de la bomba (5) de refrigerante secundaria.
Procedimiento segun la reivindicaeion 22, en el que el estado operativo actual del motor de combustion eomprende un estado de arranque-deteneion, un estado de ealentamiento, un estado de earga baja, un estado de earga normal, un estado eeo, un estado de alto numero de revoluciones asf eomo un estado de aeumulaeion de ealor residual.
Procedimiento segun la reivindicaeion 22 o 23, en el que los parametros de control en el diagrama caractenstico del eireuito de refrigeraeion eomprenden al menos una temperatura de refrigerante deseada, y/o una temperatura de motor deseada, y/o una tasa de flujo de refrigerante deseada y/o similares.
Procedimiento segun la reivindicaeion 22, en el que,
si el estado operativo actual del motor de combustion es el estado de ealentamiento, la bomba (5) de refrigerante secundaria se eonmuta a un estado apagado y se interrumpe una eorriente de refrigerante a traves de la bomba (3) de refrigerante principal por medio de una corredera (31) reguladora dispuesta en la bomba (3) de refrigerante principal, de modo que se interrumpe una cireulaeion del refrigerante,
si el estado operativo actual del motor de combustion es el estado de arranque-deteneion, en el que la bomba (3) de refrigerante principal durante una fase de apagado del motor de combustion esta temporalmente sin aeeionamiento, la bomba (5) de refrigerante secundaria se eonmuta a un estado eneendido, eon lo eual el refrigerante se haee circular a traves de la bomba (5) de refrigerante secundaria,
si el estado operativo actual del motor de combustion es el estado de earga baja, una eorriente de refrigerante a traves de la bomba (3) de refrigerante principal se interrumpe por medio de una corredera reguladora dispuesta en la bomba (3) de refrigerante principal y la bomba (5) de refrigerante secundaria se eonmuta a un estado eneendido, eon lo eual el refrigerante se haee circular a traves de la bomba (5) de refrigerante secundaria,
si el estado operativo actual del motor de combustion es el estado de earga normal, la bomba (5) de refrigerante secundaria se eonmuta a un estado apagado y su corredera (31) reguladora se eierra, eon lo eual el refrigerante se haee circular en el eireuito de refrigerante a traves de la bomba (3) de refrigerante principal,
si el estado operativo actual del motor de combustion es el estado eeo, el funeionamiento de la bomba (3) de refrigerante principal se interrumpe seleetivamente por medio de un embrague de rueda libre previsto en el aeeionamiento de eorrea de la bomba (3) de refrigerante principal o se aetiva una corredera reguladora dispuesta en la bomba (3) de refrigerante principal de tal manera que se interrumpe la eorriente de refrigerante en la bomba (3) de refrigerante principal, y el refrigerante se haee circular hasta que se aleanee una temperatura de motor elevada deseada a traves de la bomba (5) de refrigerante secundaria,
si el estado operativo actual del motor de combustion el estado de alto numero de revoluciones, la corriente de refrigerante de la bomba (3) de refrigerante principal se conduce, al menos parcialmente, en el funcionamiento en derivacion, a traves de la bomba (5) de refrigerante secundaria en el lado de entrada de la bomba de refrigerante principal (5), o 5
si el estado operativo actual del motor de combustion es el estado de acumulacion de calor residual con el motor de combustion parado, se cierran tanto la corredera reguladora de la bomba (3) de refrigerante principal como la corredera (31) reguladora de la bomba (5) de refrigerante secundaria, para impedir una circulacion del refrigerante en el circuito de refrigeracion.
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