具有制冷剂回路的车辆的制作方法
【专利摘要】具有驱动发动机和制冷剂回路的车辆，所述制冷剂回路在制冷剂的流动方向上观察具有：压缩机、气体冷却器或冷凝器、膨胀机构和蒸发器，所述制冷剂回路具有第一截止机构，所述第一截止机构布置在位于驱动发动机和蒸发器之间的区域之外。
【专利说明】
具有制冷剂回路的车辆
技术领域
[0001]本发明涉及一种按照权利要求1的前序部分的车辆。
【背景技术】
[0002]车辆空调设备总是也在“碰撞安全性”视角下进行设计。一个在此要考虑的方面是:在制冷剂回路的制冷剂管路或一些部件受损的碰撞情况下，应当没有或仅有尽可能少的制冷剂流出并进入到乘员舱中。
【发明内容】
[0003]本发明的任务是，提供一种具有制冷剂回路的车辆，该制冷剂回路在上述的安全性方面具有比较高的安全性。
[0004]该任务通过权利要求1的特征解决。本发明的有利的构造方案和进一步扩展构型可由从属权利要求得出。
[0005]本发明的出发点是一种具有驱动发动机和制冷剂回路的车辆。驱动发动机可以安置在位于乘员舱前面的发动机舱中(具有前置发动机的车辆)。对此备选地，驱动发动机也可以布置在位于乘员舱后面的发动机舱中(具有后置发动机的车辆)。
[0006]冷却剂回路一一在制冷剂的流动方向上观察一一具有压缩机、气体冷却器、膨胀机构和蒸发器。
[0007]本发明的基本思想在于，制冷剂回路具有第一截止机构，该第一截止机构在制冷剂回路受损(例如制冷剂管路开裂、制冷剂回路的部件破坏等等)的车辆碰撞时关闭。按照本发明，第一截止机构布置在车辆的如下的区域中，在该区域中第一截止机构在碰撞时受损和失效的可能性比较小。按照本发明，第一截止机构布置在位于驱动发动机和蒸发器之间的区域之外。
[0008]在具有前置发动机的车辆中，蒸发器一一在车辆的行驶方向上观察一一布置在驱动发动机后面。通常，蒸发器一一在车辆的行驶方向上观察一一布置在将乘员舱与车辆的发动机舱分开的前围板后面。蒸发器通常安置在所谓的空调装置中，该空调装置在具有后置发动机的车辆中在中间通道的区域中布置在变速器罩上方。
[0009]如果在碰撞时蒸发器或位于乘员舱中的制冷剂管路受损，则第一截止机构关闭并且限制通过泄漏或受损的蒸发器流入到乘员舱中的制冷剂量。
[0010]如上面已经说明的那样，按照本发明限定“禁止区域”，该“禁止区域”也可以被称为“关键区域”。如下的区域被理解为术语“禁止区域”，在车辆较剧烈碰撞时驱动发动机可能移动到该区域中。
[0011]在制冷剂回路受损的情况下应当限制流出的制冷剂量的第一截止机构按照本发明布置在“禁止区域”之外，即，布置在碰撞特别安全的区域中，即，布置在如下的区域中，在该区域中第一截止机构在车辆碰撞时在其功能方面受损的可能性比较小。
[0012]按照本发明的一种进一步扩展构型，第一截止机构是止回阀，该止回阀允许制冷剂在制冷剂回路的通常的流动方向上通过并且该止回阀在相反的方向上截止制冷剂。
[0013]按照本发明的一种进一步扩展构型，制冷剂回路具有所谓的低压填充接头，该低压填充接头在制冷剂的流动方向上观察布置在第一截止机构下游。低压填充接头按照定义参照制冷剂回路的膨胀机构布置在低压侧。
[0014]按照本发明的一种进一步扩展构型，制冷剂回路还具有聚集器或收集器，该聚集器或收集器在制冷剂的流动方向上观察布置在第一截止机构下游并且该聚集器或收集器在制冷剂的流动方向上观察尤其是布置在低压填充接头下游。第一截止机构由此尤其具有这样的任务，即，在制冷剂回路受损的情况下防止制冷剂从聚集器或收集器朝向膨胀机构回流或流出。
[0015]当设有第二截止机构时，在限制流出的制冷剂的量方面的安全性可以得到进一步改善。按照本发明的一种进一步扩展构型，在制冷剂的流动方向上观察，第二截止机构布置在蒸发器上游。在制冷剂回路受损的碰撞情况下，第二截止机构限制或阻止制冷剂从制冷剂回路的高压侧朝向蒸发器流动。
[0016]在安全性方面建议，第二截止机构也布置在“禁止区域”之外，即，布置在位于驱动发动机和蒸发器之间的区域之外。
[0017]优选，“禁止区域”不仅仅包括直接位于内燃机和蒸发器之间的区域。例如可以规定，禁止区域限定在与车辆的行驶方向相反的方向上的“驱动发动机的投影”(在具有前置发动机的车辆中)或者在车辆的行驶方向上的驱动发动机的投影(在具有后置发动机的车辆中)，不仅第一截止机构而且必要时设置的第二截止机构布置在通过驱动发动机的投影限定的潜在的碰撞区域之外。
[0018]如果想要更进一步改善安全性，则可以将潜在的碰撞区域或者说禁止区域限定得还要更大。例如可以规定，在车辆的俯视图中观察，禁止区域附加地包括与车辆纵向形成预定角度的左侧区域和/或与车辆纵向形成预定角度的右侧区域，不仅第一截止机构而且必要时设置的第二截止机构布置在附加的左侧区域或右侧区域之外。预定角度例如可以是
45。。
[0019]第二截止机构可以由可截止的膨胀机构构成，S卩，制冷剂回路的膨胀机构可以构造为可截止的膨胀机构。对此备选地，第二截止机构也可以与膨胀机构分开并且例如可以布置在膨胀机构上游、尤其直接布置在膨胀机构上游或者布置在膨胀机构下游或者尤其直接布置在膨胀机构下游。
[0020]按照本发明的一种进一步扩展构型，第二截止机构是可电控的，可以规定，当电压施加在第二截止机构上时，第二截止机构打开，或者当电压下降到预定的电压之下时或者当第二截止机构无电压时，第二截止机构关闭。这样设计的第二截止机构是防失效的，即，当电压下降到低于预定的电压时，第二截止机构关闭。第二截止机构的关闭例如可以通过集成在第二截止机构中的机械弹簧引起。
[0021]按照本发明的一种进一步扩展构型，制冷剂回路具有高压填充接头，该高压填充接头在制冷剂的流动方向上观察布置在气体冷却器下游。如果制冷剂回路不仅具有低压填充接头而且具有高压填充接头，则在填充制冷剂回路时制冷剂回路可以非常好地被清空并且被填充制冷剂。
[0022]此外可以设有所谓的内部的热交换器。制冷剂回路的位于高压填充接头和膨胀机构之间的第一区段可以通过内部的热交换器而与制冷剂回路的位于聚集器和压缩器之间的第二区段热耦合。
[0023]在具有前置发动机的车辆中，气体冷却器在车辆的行驶方向上观察可以在车辆的发动机舱中布置在驱动发动机前面。
[0024]上面已经提到的、将乘员舱与发动机舱分开的前围板优选具有如下的通道，制冷剂回路的供应管路和回流管路延伸通过所述通道。
[0025]如已经提到的那样，第一截止机构和必要时设置的第二截止机构布置在所谓的禁止区域之外。第一或第二截止机构尤其可以布置在驱动发达侧旁的区域中。
[0026]本发明尤其适合于所谓的CO2空调设备，S卩，适合于具有被二氧化碳流过的制冷剂回路的车辆。
[0027]总之，通过本发明尤其获得如下优点:
[0028]一一即使在车辆或者制冷剂回路受到较剧烈的损坏时也确保用于减少在车辆碰撞时潜在地流出并进入到乘员舱中的制冷剂量的“安全功能”。
[0029]——限制了产生潜在关键的“制冷剂-空气混合物”的风险。
【附图说明】
[0030]下面结合附图更详细阐述本发明。其示出:
[0031]图1示出按照本发明的制冷剂回路;和
[0032]图2示出按照本发明的制冷剂回路的最主要部件相对于位于驱动发动机和蒸发器之间的禁止区域的布置方案。
【具体实施方式】
[0033]图1示出车辆空调设备的制冷剂回路I。在制冷剂的通常的流动方向上观察，制冷剂回路I具有制冷剂压缩机(以下称为“压缩机”)2、气体冷却器或冷凝器3、高压填充接头4、内部的热交换器5、可截止的膨胀机构6、蒸发器7、截止装置8、低压填充接头9和聚集器或收集器10。
[0034]取代可截止的膨胀机构6，也可以设有由截止阀和膨胀机构(该膨胀机构是不可截止的)组成的组合。
[0035]截止装置8例如可以是止回阀，该止回阀允许制冷剂从蒸发器7朝向低压填充接头9通过并且该止回阀在相反的流动方向上截止制冷剂。
[0036]此外，可以设有压力传感器和温度传感器或组合的压力/温度传感器。该传感器11例如可以布置在压缩机2的高压侧和气体冷却器或冷凝器3之间并且设置用于测量制冷剂的压力或温度。
[0037]如由图1可见的那样，制冷剂回路I的位于高压填充接头4和可截止的膨胀机构6之间的第一区段通过内部的热交换器5而与制冷剂回路I的位于聚集器10和压缩机2之间的侧区段热耦合。
[0038]图2描述在图1中所示的制冷剂回路的主要部件在车辆中的有利的布置方案。在此未详细示出的车辆具有驱动发动机12，该驱动发动机例如可以是内燃机。驱动发动机12布置在车辆的发动机舱13中。发动机舱13与车辆的乘员舱14通过所谓的前围板15在结构上分开。
[0039]如由图2可见的那样，蒸发器7在车辆中心的区域中布置在前围板15的面向乘员舱14的一侧上。蒸发器7可以集成在一个在此未详细示出的空调装置中。该空调装置可以在具有前置发动机的后驱动的车辆中布置在与驱动发动机的背面邻接的变速器罩(未示出)上方。
[0040]如由图2可见的那样，第一截止机构(止回阀)8、收集器或聚集器10、内部的热交换器5、压缩机2和在此由可截止的膨胀机构6构成的第二截止机构布置在驱动发动机侧旁。制冷剂回路的供应管路16和回流管路17从发动机舱13延伸穿过设置在前围板15中的通孔18。
[0041]图2示出车辆的俯视图。位于驱动发动机12的背面19和蒸发器7之间的中间区域20构成所谓的“禁止区域”的一部分。中间区域20通过驱动发动机12在与车辆行驶方向21相反的方向上的投影限定。
[0042]此外，附加的左侧区域22和右侧区域23属于禁止区域。左侧区域22和右侧区域23与车辆纵向形成角度P。这就是说，左侧区域22或右侧区域23从车辆的纵向沿侧向突出。
[0043]左侧区域和/或右侧区域的角度P例如可以为45°、40。、35。、30。、25。、20°、15°或
10。。
[0044]左侧区域22、右侧区域23和中间区域20共同地限定已经提及的“禁止区域”。该区域之所以被称为“禁止区域”，是因为在车辆剧烈碰撞时驱动发动机12可能移动到该区域中。位于该区域中的部件由此可能在车辆剧烈碰撞时受损。
[0045]如已经提及的那样，就制冷剂流出并进入到乘员舱14中而言，两个截止机构6、8具有中央意义。与此相应地，截止机构6、8布置在由区域22、23和20构成的禁止区域或关键区域之外。
[0046]在图2所示的实施例中，截止机构6、8布置在驱动发动机12的后部区域侧旁。在该区域中，截止机构6、8在车辆碰撞时受损的可能性极其小。如果在车辆碰撞时制冷剂回路I受损，则这两个截止机构6、8关闭并且由此限制可能从制冷剂回路朝向乘员舱14流出的制冷剂量。止回阀8尤其阻止制冷剂从聚集器或收集器朝向蒸发器7或乘员舱14回流。在碰撞时关闭的可截止的膨胀机构6阻止制冷剂从蒸发器2的高压侧或者说从气体冷却器3朝向蒸发器7或乘员舱14流动。
【主权项】
1.具有驱动发动机(12)和制冷剂回路(I)的车辆，其中，所述制冷剂回路(I)在制冷剂的流动方向上观察具有 压缩机(2)， 气体冷却器或冷凝器(3)， 膨胀机构(6)和蒸发器(7)， 其特征在于，所述制冷剂回路(I)具有第一截止机构(8)，所述第一截止机构布置在位于驱动发动机(12)和蒸发器(7)之间的区域(20)之外。2.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于，所述第一截止机构(8)是止回阀，所述止回阀允许制冷剂在制冷剂的流动方向上通过并且所述止回阀在相反的方向上截止制冷剂。3.根据权利要求1或2所述的车辆，其特征在于，所述制冷剂回路(I)具有低压填充接头(9)，所述低压填充接头在制冷剂的流动方向上观察布置在第一截止机构(8)下游。4.根据权利要求3所述的车辆，其特征在于，所述制冷剂回路(I)具有聚集器(10)，所述聚集器在制冷剂的流动方向上观察布置在第一截止机构(8)下游，并且所述聚集器在制冷剂的流动方向上观察尤其布置在低压填充接头(9)下游。5.根据权利要求1至4之一所述的车辆，其特征在于，所述制冷剂回路(I)具有第二截止机构(6)，所述第二截止机构在制冷剂的流动方向上观察布置在蒸发器(7)上游。6.根据权利要求5所述的车辆，其特征在于，所述第二截止机构(6)布置在位于驱动发动机(12)和蒸发器(7)之间的区域(20)之外。7.根据上述权利要求之一所述的车辆，其特征在于，驱动发动机在车辆的行驶方向上或者在与车辆的行驶方向相反的方向上的投影限定潜在的碰撞区域(20)，不仅第一截止机构而且第二截止机构(6、8)布置在潜在的碰撞区域(20)之外。8.根据权利要求7所述的车辆，其特征在于，所述潜在的碰撞区域在车辆的俯视图中观察附加地具有左侧区域(22)，所述左侧区域与车辆的纵向形成预定的角度(P)，不仅第一截止机构而且第二截止机构(6、8)布置在附加的左侧区域之外。9.根据权利要求7或8所述的车辆，其特征在于，所述潜在的碰撞区域在车辆的俯视图中观察附加地包括右侧区域(23)，所述右侧区域与车辆的纵向形成预定的角度(P)，不仅第一截止机构而且第二截止机构布置在附加的右侧区域(23)之外。10.根据权利要求5至9之一所述的车辆，其特征在于，所述第二截止机构(6)由膨胀机构构成，所述膨胀机构是可截止的。11.根据权利要求5至10之一所述的车辆，其特征在于，所述第二截止机构是可电控的。12.根据权利要求11所述的车辆，其特征在于，所述第二截止机构在电压施加在第二截止机构(6)上的状态下打开，而在无电压的状态下关闭。13.根据权利要求1至12之一所述的车辆，其特征在于，所述制冷剂回路(I)具有高压填充接头(4)，所述高压填充接头在制冷剂的流动方向上观察布置在气体冷却器(3)下游。14.根据权利要求13所述的车辆，其特征在于，所述制冷剂回路(I)的位于高压填充接头(4)和膨胀机构(6)之间的第一区段通过内部的热交换器(5)而与制冷剂回路(I)的位于聚集器(10)和压缩机(2)之间的第二区段热耦合。15.根据权利要求1至14之一所述的车辆，其特征在于，所述车辆是具有前置发动机的车辆，其中，所述气体冷却器或冷凝器(3)在车辆的行驶方向上在车辆的发动机舱(13)中布置在驱动发动机(12)前面。16.根据权利要求15所述的车辆，其特征在于，所述蒸发器(7)布置在车辆的位于驱动发动机(12)后面的、通过前围板(15)与发动机舱(13)分开的乘员舱(14)中。17.根据权利要求16所述的车辆，其特征在于，所述前围板(15)具有如下的通道(18)，制冷剂回路(I)的供应管路(16)和回流管路(17)延伸穿过所述通道。18.根据权利要求5至17之一所述的车辆，其特征在于，所述两个截止机构(6、8)布置在驱动发动机(20)侧旁的区域中。19.根据权利要求1至18之一所述的车辆，其特征在于，所述制冷剂回路(I)是被CO2流过的制冷剂回路。20.根据权利要求1至19之一所述的车辆，其特征在于，在所述压缩机(2)和气体冷却器或冷凝器(3)之间布置有压力和/或温度传感器。
【文档编号】B60H1/00GK105917180SQ201580004289
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2015年3月20日
【发明人】R·赫博尔茨海默, S·莫根施特恩
【申请人】宝马股份公司